DE2048122A1 - Einrichtung zur Aufzeichnung und Wie dergabe farbcodierter Hologramme - Google Patents

Description

7050-70/Dr.ν.B/Elf

RCA 58623/62584

US Ser.Nos./862 172; 880 680

filed: September 30 and

November 28, 1969 respectively

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

Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe farbcodierter Hologramme

Unter dem Begriff "Licht" soll hier elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im infraroten, sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich verstanden werden. Mit "monochromatisch" wird hier Licht bezeichnet, das im wesentlichen nur eine einzige Wellenlänge umfasst. "Räumlich kohärentes Licht" soll hier nicht bedeuten, das tatsächlich oder scheinbar von einer punktförmigen Quelle ausgeht.

Unter einem Hologramm versteht man im Gegensatz zu wöhnlichen photographischen Bild eine Aufzeichnung der gesamten Information, die in einer Wellenfront eines Lichtbündisis enthalten ist, das von einem mit räumlich kohärentem monochromatischen Licht beleuchteten Objekt stammt. Genauer gesagt ist ein Hologramm die Aufzeichnung der Interferenzfigur in einer Schwingungsfront, welche eine bestimmte Fläche einnimmt und durch Interferenz zwischen zwei Lichtkomponenten entsteht, von denen die erste Komponente, das sogenannte Referenzbündel, direkt von einer räumlich kohärenten monochromatischen Primärlichtquelle stammt und auf den erwähnten Bereich unter einem vorgegebenen Winkel fällt, der die zweite Komponente, das sogenannte Objektbündel, von dem holographisch aufzuzeichnenden Objekt stammt, das durch Licht beleuchtet

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ist, welches von der gleichen Lichtquelle wie das Referenzbündel stammt und gleichzeitig mit diesem ausgeht, wobei das Objektbündel mindestens zum Teil unter einem anderen Winkel als das Referenzbündel auf den vorgegebenen Bereich auffällt. Nähere Einzelheiten sind z.B. in der Veröffentlichung "Photography by Laser" von M.N. Leith und Juris Upatnicks in der Zeitschrift "Scientific American", £uni 1965, Seiten 24 ff. erläutert.

Die das Hologramm bildende Interferenzfigur beruht auf den Unterschieden der in Wellenlängen gemessenen optischen Weglängen und damit der Phase zwischen den beiden Bündeln im Aufzeichnungsbereich. An bestimmten Punkten tritt daher eine Addition und an anderen Punkten eine Subtraktion des Lichts der Bündel ein.

Ausserdem ändert sich die Amplitude im Informationsbündel von Punkt zu Punkt, was eine entsprechende Änderung des Kontrastes der resultierenden Interferenzstreifen ergibt. Die aufgezeichneten Interferenzstreifen bilden daher ein Muster, das sowohl die Amplitude als auch die Phase des Informationsbündels in Form von Änderungen des Kontrastes und des Abstandes der aufgezeichneten Interferenzstreifen enthält. Dieses aufgezeichnete Interferenzmuster, das als Hologramm bezeichnet wird, enthält die gesamte Information, die in einem Lichtbündel enthalten ist, das ein Objekt durchsetzt hat oder von diesem reflektiert oder gestreut worden ist.

Ein Abbild der Schwingungsfront, die die zweite oder Informationskomponente enthält, kann dadurch erzeugt werden, daß man das Hologramm mit räumlich kohärentem monochromatischen Licht beleuchtet. Das Hologramm beugt dann das auffallende Licht, wobei zwei gebeugte Bündel erster Ordnung entstehen,

dle Jewells dem vom ursprünglichen Objekt ausgehenden Bündel entsprechen. Das eine dieser beiden Bündel liefert ein virtuelles Bild des ursprünglichen Objekts, während das andere ein reelles Bild liefert, ohne daß hierfür eine Linse oder dgl. erforderlich wäre. '

Das virtuelle Bild entspricht dem ursprünglichen Objekt in jeder Hinsicht und wenn das ursprüngliche Objekt dreidimensional gewesen ist/ zeigt auch das rekonstruierte virtuelle Bild Tiefe und zwischen näheren und ferneren Punkten treten, wie beim ursprünglichen Objekt, Parallaxeneffekte auf. Das reelle Bild ist jedoch pseudoskopisch, d.h. daß Krümmungen umgekehrt erscheinen als im ursprünglichen Objekt; konvexe Bereiche sehen also konkav aus und umgekehrt.

Ein Hologramm hat ausserdem die Eigenschaft, daß bei Belichtung eines beliebigen Teiles des Hologrammes, gleichgültig wie klein dieser Teil auch ist, das ganze Bild wiedergegeben wird. Wie bei einer Lochkamera werden jedoch mit abnehmender Fläche dieses beleuchteten Bereiches die Auflösung kleiner und die Schärfentiefe grosser, da diese Eigenschaften von der Apertur des Abbildungssystems abhängen. Der Grund für diese Eigenschaft von Hologrammen besteht darin, daß jeder Punkt des Hologrammes von allen Teilen des ursprünglichen Objektes beleuchtet wird und daher auch das ganze Bild in codierter Form enthält.

Zur Aufzeichnung eines Hologrammes verwendet man gewöhnlich eine photographische Silberemulsionsplatte und das aufgezeichnete Hologramm besteht dann in den Dichteschwankungen der entwickelten Platte. Es ist jedoch auch bekannt, daß die Dicke der Emulsion einer entwickelten Hologrammplatte eine lineare Funktion der optischen Dichte (Opazität) der Emulsion ist. Die Intexferenzfigur manifestiert sich also auch als Reliefmuster bezüglich der Unterseite der Emulsion, die dementspre-

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chend eine Vielzahl von Erhebungen aufweist/ deren relative Lage und Grosse die Hologramrainformation darstellen. Ein solches Reliefmuster kann unabhängig von etwa vorhandenen optischen Dichteunterschieden der photographischen Platte bei der Rekonstruktion der Hologramminformation verwendet werden.

Man kann insbesondere auch das Silber in der Emulsion ausbleichen und erhält dann eine transparente photographische Platte, in der die Hologramminformation sowohl in Form des erwähnten Reliefmusters als auch in Form von Änderungen des Brechungsindex , die räumlich dem erwähnten Reliefmuster entsprechen, gespeichert ist. Betrachtet man nur das erwähnte Reliefmuster und lässt ein Bündel räumlich kohärenten monochromatischen Lichts durch eine solche Platte fallen, so wird das aus dem dickeren Teilen der Platte austretende Licht in der Phase bezüglich des aus den dünneren Teilen dieser Platte austretenden Lichtes um einen Betrag verzögert sein, der proportional der Dickendifferenz zwischen den beiden Teilen ist, da sich der Brechungsindex der Emulsion von dem der angrenzenden Luft unterscheidet. Diese Phasenverzögerungen , die sich entsprechend dem das Hologramm darstellenden Reliefmuster von Punkt zu Punkt ändern, verursachen eine Beugung, die identisch mit der durch die Opazitätsänderungen der Platte erzeugten Beugung ist. Man erhält also auch hier eine rekonstruierte Schwingungsfront.

Anstatt das Silber aus der Emulsion durch Ausbleichen zu entfernen, kann auf die Emulsion auch eine dünne reflektierende Metallschicht aufgebracht werden, die die Kontur des Reliefmusters genau nachbildet. Wenn diese reflexionsfähige Schicht dann mit einem Bündel räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes beleuchtet wird, treten im reflektierten Bündel Phasenunterschiede zwischen Strahlen auf, die von höheren bzw.

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niedrigeren Punkten des Reliefmusters reflektiert wurden. Auch in diesem Falle entsteht durch die resultierende Beugung eine rekonstruierte Schwingungsfront. Ein Hologramm, in dem die gespeicherte Information nicht durch Opazitätsschwankungen sondern durch ein die Interferenzfigur darstellendes Reliefmuster oder durch Schwankungen des Brechungsindex dargestellt ist, wird als Phasenhologramm bezeichnet.

Bei der Herstellung von Phasenhologrammen ist es nicht erforderlich, von einer Silberemulsionsplatte auszugehen, man kann vielmehr zu ihrer Herstellung z.B. auch Photolacke verwenden. Phasenhologramme können auch durch Aufzeichnungsverfahren hergestellt werden, die mit thermoplastischen Materialien arbeiten. Mit Photolacken und thermoplastischen Aufzeichnungsträgern lässt sich sogar eine höhere Auflösung erzielen als mit Silberemulsionen.

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Es ist ferner bereits aus der DT-OS 1 497 564 bekannt, Phasen- J Hologramme , ähnlich wie bei der Schallplattenherstellung, ! als Preßformen oder Matrizen zur Massenfertigung von Hologrammduplikaten oder Hologrammkopien zu verwenden. Man kann sich dabei der gleichen oder ähnlicher Verfahren bedienen, wie sie bei der Herstellung von Schallplatten bekannt sind. Das "Mutter" Phasenhologramm kann dabei auf verschiedene Weise hergestellt werden, vorausgesetzt, daß der Aufzeichnungsträger formstabil ist und daß er mit einem Reliefmuster geprägt werden kann, um die Hologrammaufzeichnung zu bilden.

Nachdem die Mutter-Hologrammaufzeichnung in Form des Reliefmusters hergestellt worden ist, wird sie, z.B. durch Bedampfen, mit einer dünnen Metallschicht Überzogen und es werden dann von dieser Mutter-Hologrammaufzeichnung Duplikatabdrücke oder Kopien in derselben Weise hergestellt, wie Schallplatten unter Verwendung einer Muttermatrize.

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Es 1st In diesem Zusammenhange ferner bekannt, die Mutterhologramme zum Pressen der Reliefmuster auf eine Scheibe aus klarem Vinylkunststoff zu verwenden, wobei die einzdnen Hologrammreliefmuster eine spiralförmige Aufzeichnung auf der Scheibe bilden. Eine Vinylharzscheibe ist jedoch nicht die einzige Form, die eine Phasenhologrammkopie haben kann.

An anderer Stelle ist bereits auch eine Hologrammkopie in Form i eines Bandes beschrieben, das eine thermoplastische Vinylpoly- ; merisatfolie mit einer Oberfläche, in die die holographische Information in Form eines Reliefmusters eingedrückt ist. Zur j Herstellung eines Mutterphasenhologramms aus Metall kann man | von einer photographischen Silberemulsion oder einem Photolack j ausgehen und ähnlich verfahren, wie es bei der Herstellung von Schallplattenmuttern bekannt ist. Die Metallmutter kann dann zur Herstellung von bandförmigen Kopien des holographischen Reliefmusters verwendet werden.

In der oben erwähnten Offenlegungsschrift ist ausserdem eine Vorrichtung beschrieben, die sich gut für die Herstellung von Hologrammkopien für eine Schwarz-Weiß-Laufbildaufzeichnung entweder in Form von der erwähnten Scheibe oder des vorgeschlagenen Bandes eignet. Solche Kopien sind billiger als entsprechende Kinofilmkopien.

In der erwähnten Offenlegungsschrift ist ausserdem ein Verfahren zur Herstellung von Hologrammkopien beschrieben, die Farbinformation enthalten. Der Rot-, Grün- und Blauanteil der in einem Farbdia oder einem Einzelbild eines Kinofarbfilmes enthaltenen Farbinformation zur Verfügung zu haben, wird jede Grundfarbe in einem getrennten Hologramm auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Zur Aufzeichnung des Farbinhaltes eines farbigen Einzelbildes oder eines einzigen

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Farbdias sind also drei Hologramme erforderlich. Bei der bekannten Wiedergabeeinrichtung werden dementsprechend auch drei Bildaufnahmeröhren benötigt, wie sie in Fernsehkameras verwendet werden, um die getrennten Rot-, Grün- und Blauanteile von den drei getrennten Hologrammen abzutasten und simultane Farbsignale zu erzeugen, die einer Farbfernsehbildröhre zur Wiedergabe der ursprünglichen farbigen Szene zugeführt werden können. ·

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine farbcodierte Hologrammaufzeichnung sowie Einrichtungen zur " Aufzeichnung und Wiedergabe solcher Hologrammaufzeichnungen : anzugeben, die sowohl die Färb- als auch die Helligkeitsin- j formation des Aufnahmegegenstandes enthalten.

Durch die Erfindung wird also eine farbcodierte Hologrammaufzeichnung geschaffen, die sowohl die Färb- als auch die Helligkeit- (Leuchtdichte) Information einer Szene enthält.

Ferner wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung geschaffen, bei dem Signale, die die Leuchtdichte und die Farbe darstellen, gleichzeitig codiert auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet werden und | ein Reliefmuster eines Hologramms des farbcodierten Films auf einem Aufzeichnungsträger hergestellt wird.

Durch die Erfindung wird ferner eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bzw. zur Herstellung eines farbcodierten Hologramms angegeben. Diese Einrichtung enthält eine Anordnung zur Vereinigung von Signalen in verschiedenen Frequenzbereichen, die der Farbe und der Leuchtdichte einer Szene entsprechen, und zum Erzeugen eines Signalgemisches, das die Farbe und die Leuchtdichte darstellt. Das Signalgemisch wird einer Aufzeichnungsvorrichtung zugeführt, die es auf Schwarz-Weiß-Fipdmen aufzeichnet. Die auf diese Weise er-

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haltene farbcodierte Filmaufzeichnung der Färb- und Leuchtdichtesignale wird in einer Hologrammherstellungsvorrichtung zur Herstellung eines das farbcodierte Filmbild darstellenden HoIogrammes in einem Aufzeichnungsmedium verwendet.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden ein farbiges Transparentbild oder ein farbiger Kinofilm durch eine optische Farbcodierfilteranordnung, die zwischen dem beleuchteten Farbtransparentbild oder Kinofilm und einem Schwarzweiß-Film angeordnet ist, direkt auf diesen Schwarz-Weiß-Film codiert. Der entwickelte codierte Schwarz-Weiß-Film wird dann in einer Hologrammerzeugungsanordnung zum Erzeugen eines das farbcodierte Filmbild darstellenden Hologrammes in einem Aufzeichnungsmedium verwendet.

Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Färb- und Helligkeitsinformation direkt auf das Hologramm codiert. In der Hologrammerzeugungseinrichtung werden Farbauszugnegative, die mittels eines farbigen Transparentbildes oder eines farbigen Kinofilms hergestellt worden sind und überlagerte Gitter- oder Rastermuster aufweisen, im Strahlengang des Informationsbündels angeordnet, wobei dann die Farbcodierung und die Bildung des Hologrammes gleichzeitig erfolgen.

Es wird eine farbcodierte Hologrammaufzeichnung geschaffen, die in Form eines Reliefmusters ein färbcodiertes Hologramm enthält, welches die Farbe und die Leuchtdichte einer Szene darstellt.

Bei einer Einrichtung zur Wiedergabe einer Kopie eines farbcodierten Hologramms unter Erzeugung von die Farbe und die Helligkeit (Leuchtdichte) darstellenden Signalen wird die Kopie eines farbcodierten Hologrammes durch eine Laserabbildungsanordnung mit räumlich kohärentem monochromatischen Licht beleuchtet. Auf dem photoempfindlichen Element einer

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Bildaufnahmeröhre wird ein rekonstruiertes farbcodiertes Bild erzeugt. Bei der Abtastung dieses Bildes entsteht ein Signalgemisch, das der Farbe und der Leuchtdichte der Szene entsprechen, die in der Hologrammkopie enthalten war. Das Signalgemisch wird einer Anordnung zugeführt, um die Färb- und Leuchtdichtesignale zu trennen und getrennte Färb- und Leuchtdichtesignale zu erzeugen, die der codierten Szene entsprechen und sich für die Steuerung einer Wiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe der codierten Szene in den ursprünglichen Farben eignen. Die Kopie kann eine Bandkopie eines farbcodierten Hologramms sein und das Band kann durch einen Transportmechanismus mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch das Laserstrahlungsbündel transportiert werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen genauer erläutert, es zeigen:

Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von farbcodierten Schwarz-Weiß-Hologrammen;

Figur 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur elektronischen Codierung von Färb- und Leuchtdichtesignalen;

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur optischen Codierung von Färb- und Leuchtdichtesignalen auf Schwarz-Weiß-Film;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen einer holographischen Aufzeichnung von einem farbcodierten Film*

Figur 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion einer Einrichtung zum Herstellen von farbcodierten

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Hologrammaufzeichnungen von Farbauszugsnegativen;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen einer Holograinmauf zeichnung von f arbcodiertem Film auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger;

Figur 7 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Erzeugen von Färb- und Leuchtdichtesignalen mittels farbcodierter Holograramaufzeichnungen und

Figur 8 eine schematische Darstellung d.ner Einrichtung zum Erzeugen von Färb- und Leuchtdichtesignalen von einer Bandkopie einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung.

In Figur 1 ist ganz generell das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Aufzeichnung bzw. Herstellung und zur Wiedergabe von schwarzer Farbe codierten Hologrammen dargestellt. Die Einrichtung enthält eine Quelle 10 für Farbbilder oder Farbsignale. Die Farbbilder können durch Bäeuchten von Farbdiapositiven oder eines Laufbild-Farbfilmes erzeugt werden. Die elektrischen Signale entsprechend den Färb- und Leuchtdichteanteilen einer Szene können z.B. von einer Farbfernsehkamera oder von einem Videobandgerät stammen, welche Färb- und Leuchtdichte-Videosignale liefern. Die Farbbilder oder die elektrischen Farbsignale von der Quelle 10 werden einer Farbcodieranordnung 11 zugeführt. Im Falle der Verwendung von Farbbildern werden diese in der Farbcodieranordnung 11 durch Farbcodierfilter codiert. Die codierten Filter können dann auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet werden. Bei Verwendung elektrischer Farb- und Leuchtdichtesignale erfolgt die Codierung in der Anordnung 11 durch Aufmodulieren auf eine Trägerschwingung. Die modulierte Trägerschwingung kann dann auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet werden. Beispiele von Anordnungen zur optischen und elektronischen Codierung von Farbinformation werden weiter

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; unten noch beschrieben werden.

Die farbcodierte Information, die z.B. auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet sein kann, wird in einer Hologrammerzeugungsanordnung 12 zur Bildung eines farbcodierten Hologramraes auf einem Aufzeichnungsmedium verwendet. Mit dem aufgezeichneten Hologramm wird eine Metall-Mutteraufzeichnung hergestellt, mit der dann viele preiswerte Hologrammkopien hergestellt werden können. Zur Wiedergabe dieser farbcodierten Hologrammkopien dient eine Wiedergabeeinrichtung 13 für farbcodierte Hologramme, welche elektrische Signale liefert, die der Farbe und der Leuchtdichte der farbcodierten Szene entsprechen. Die elektrischen Signale werden zur Reproduktion der codierten Szene in den ursprünglichen Farben einer Bildwiedergabevorrichtung^zugeführt, bei der es sich z.B. um eine Farbfernsehbildröhre handeln kann. ^;

In Figur 2 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur codierten Aufzeichnung von Leuchtdichte- und Farbsignalen auf Schwarz-Weiß-Film dargestellt. Die Einrichtung enthält eine Videosignal quelle 20, die ein Leuchtdichtesignal Y, ein Rotsignal R und ein Blausignal B liefert. Die Quelle 20 kann z.B. eine Farbfernsehkamera oder ,ein Farb-Videobandgerät sein. Das Leuchtdichtesignal von der Quelle 20 wird einem Tiefpaßfilter 21 zugeführt, das die Bandbreite des Leuchtdichtesignals auf drei MHz begrenzt. Das in seiner Bandbreite begrenzte Leuchtdichtesignal wird einer ersten Eingangsklemme einer Addierschaltung 22 zugeführt.

Das Rot-Signal R wird von der Videosignalquelle 20 einer Eingangsklemme eines Modulators 24 zugeführt. Eine zweite Eingangs-]· klemme dieses Modulators 24 wird mit einer 5-MHz-Trägerschwingung von einem Oszillator 23 gespeist. Die 5-MHζ-Trägerschwingung wird durch das Rotsignai in der Amplitude moduliert, wobei eine mit dem Rotsignal modulierte Trägerschwingung mit

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den zugehörigen Seitenbändern entsteht. Das Farbsignal am Ausgang des Modulators 24 wird in einem Bandfilter 25 auf einen Frequenzbereich von 4,5 bis 5,5 MHz begrenzt und einer zweiten Eingangsklemme der Addierschaltung 22 zugeführt.

Das Blausignal von der Quelle 20 wird der einen Eingangsklemme eines Modulators 27 zugeführt, an dessen anderer Eingangsklemme eine 3,5-MHz-Trägerschwingung von einem Oszillator 26 liegt. Die 3,5-MHz-Trägerschwingung wird durch das Blausignal in der Amplitude moduliert und die dabei entstehende blausignalmodulierte Trägerschwingung mit den zugehörigen Seitenbändern wird einem Bandfilter mit einem Durchlaßbereich zwischen 3 und 4 MHz zugeführt. Das in der Bandbreite begrenzte Ausgangssignal des Bandfilters 28 wird einer dritten Eingangsklemme der Addierschaltung 22 zugeführt. Die Addierschaltung vereinigt das Leuchtdichtesignal, das trägerfrequente Rotsignal und das trägerfrequente Blausignal zu einem Signalgemisch das die Farbe und die Leuchtdichte einer Szene darstellt.

Das Färb- und Leuchtdichte-Signalgemisch wird einer Steuerelektrode einer Kathodenstrahlröhre 29 zugeführt, um einen Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre 29 so zu modulieren, daß das Bild des Signalgemisches auf einem Leuchtschirm der Röhre 29 wiedergegeben wird, wenn der Elektronenstrahl ein Raster auf den Leuchtschirm schreibt. Jedes auf den Leuchtschirm geschriebene Raster wird durch eine Filmkamera, die einen Schwarzweißfilm enthält, aufgenommen , um entsprechende farbcodierte Schwarz-Weiß-Bilder auf dem BiIm zu erzeugen.

Eine Figur 2 ähnliche Einrichtung zum codiertem Aufzeichnen von Färb- und Leuchtdichtesignalen auf Schwarz-Weiß-Film ist in der US-PS 2,736,762 beschrieben. Ein Film , der entsprechend der Erläuterung zu Figur 2 und entsprechend der obengenannten Patentschrift hergestellt worden ist, eignet sich für die Ver-

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wendung in der Einrichtung gemäss Figur 1 zur Herstellung von Hologrammaufzeichnungen.

In Figur 3 ist schematisch eine Einrichtung zur optisch codier-! ten Aufzeichnung von Farbinformation auf Schwarz-Weiß-Film ' dargestellt. Die Einrichtung enthält eine Lichtquelle 31, die durch eine Batterie 32 gespeist wird. Das Licht von der Lichtquelle 31 wird durch eine Kollimatorlinse 33 kollimiert und beleuchtet ein farbiges Transparentbild 34. Bei dem Transparentbild 34 kann es sich um ein einzelnes Farbdia oder ein Einzelbild eines Kinofarbfilmes handeln. Selbstverständlich wird der Kinofarbfilm durch eine übliche Transportvorrichtung so transportiert, daß die aufeinanderfolgenden Einzelbilder aufgezeichnet werden können. Bei dem Farbtransparentbild 34 ist eine optische Farbcodierfilteranordnung 36 angeordnet, um das durchfallende Licht räumlich zu codieren. Das Transparentbild und das Farbcodierfilter werden durch ein Objektiv 37 auf einen Schwarzweiß-Film in einer Filmkamera 38 abgebildet.

Bei der Farbcodierfilteranordnung 36 kann es sich um irgendeine geeignete Vorrichtung zum Codieren von Farbinformation als Modulation einer Gitteranordnung mit verhältnismässig hoher räumlicher Frequenz handeln. Eine geeignete Voriichtung 1st z.B. in der US-PS 2,733,291 beschrieben. Diese bekannte Anordnung enthält ein erstes Gitter oder Raster aus abwechselnden cyanfarbenen und transparenten (farblosen) Streifen zur Codierung des roten Lichtes durch die cyanfarbenen Streifen, die das rote Licht sperren und alle anderen Farben durchlassen, und ein dem ersten Raster überlagertes zweites Raster aus abwechselnden gelben und transparenten Streifen zur Codierung des blauen Lichtes durch die gelben Streifen, die das blaue Licht sperren und alle anderen Farben durchlassen.

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Die codierte rote und blaue Information wird räumlich dadurch getrennt, daß die Raster verschiedene Streifendichte haben. Das Leuchtdichtesignal ist in der mittleren Transmission der überlagerten Raster enthalten. Die durch das farbige Licht modulierte Rasteranordnung wird auf eine photoempfindliche Fläche abgebildet, wo das codierte Bild als monochromatisches Muster gespeichert wird. Es ist zweckmässig, überlagerte Codierraster zu verwenden, da dann die ganze Färb- und Leuchtdichteinformation durch einen einzigen BeIichtungsvorgang auf dem Schwarz-Weiß-Film in der Kamera 38 aufgezeichnet werden kann, es ist jedoch auch möglich, jedes einzelne Transparentbild 34 mehrmaiki unter Verwendung getrennter Codierraster für die verschiedenen Farben zu belichten, falls es sich als zweckmässig erweisen sollte, mit verschiedenen Belichtungszeiten oder -Intensitäten für die verschiedenen Farben zu arbeiten.

Figur 4 zeigt schematisch eine Einrichtung, mittels derer von farbcodiertem Film eine Hologrammaufzeichnung hergestellt werden kann, bei der jedes einzelne Hologramm sowohl Färb- als auch Helligkeits-(Leuchtdichte)Information enthält. Die Einrichtung enthält einen Laser 40, der ein Bündel räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes 41 liefert. Im allgeraaLnen braucht die Quelle für das räumlich kohärente monochromatische Licht nicht unbedingt ein Laser zu sein, da anfänglich nicht räumlich kohärentes monochromatisches Licht von einer Lichtquelle, wie einer Gasentladungslampe, dadurch räumlich kohärent gemacht werden kann, daß man es durch eine Blende mit einer feinen Öffnung fallen lässt. Hierdurch wird die Intensität des Lichtes jedoch sehr stark verringert.

Das Lichtbündel fällt durch eine Öffnung 42 einer Maske 43 wenn die Öffnung 42 durch einen Verschluß 44 freigegeben wird. Der Verschluß 44 wird z.B. einmal pro Sekunde durch einen Antriebsmotor 66 betätigt, mit dem er mechanisch gekoppelt ist. Daa durch die Öffnung 42 tretende Lichtbündel 41 fällt auf

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einen Bündelteilerspiegel 45, der sie in ein durchgelassenes Bündel 46 und ein reflektiertes Bündel 47 teilt. Das reflektierte Bündel 47 wird durch einen Spiegel 48 reflektiert und durch Linsen 49 und 52 zu einem Referenzbündel 47' verbreitert. Zwischen den Linsen 49 und 52 fällt das Bündel durch eine kleine Öffnung 50 in einer Blende 51 um eine räumliche Begrenzung zu erreichen und unerwünschte Beugungsfransen zu beseitigen.

Das Bündel 46 wird durch Linsen 55 und 58 zu einem Objektbündel 46' verbreitert. Zwischen den Linsen 55 und 58 fällt das Bündel 46 zur räumlichen Filterung durch eine kleine Öffnung einer Blende 57.

Das Objektbündel 46* fällt dann auf ein Matt- oder Diffiuserglas 59 , durch das das Objektbündel 46' redundant gemacht wird. Die Redundanz des Objektbündels gewährleistet, daß dieselbe Information in vielen Bereichen des Hologrammes erscheint und dadurch die Wirkungen von Kratzern u.dgl. auf die Hologrammaufzeichnung stark verringert werden.

Es kann wünschenswert sein, das Diffuserglas 59 durch ein zweidimensionales Phasengitter zu ersetzen. Bei Verwendung eines zweidimensionalen Phasengitters wird im reproduzierten Bild des Hologramms das Auftreten von Störflecken verhindert, die vorhanden sind, wenn ein Hologramm kleiner Abmessungen mit einem diffusen Objektlichtbündel aufgezeichnet wird. Zweidimensionale Phasengitter und ihre Vorteile sind an anderer Stelle erläutert (DT-OS 1 797 151) .

Das zweidimensional Gitter ist so bemessen, daß sich die maximal mögliche Redundanz im Hologramm ergibt, die erreichbar ist, ohne daß im rekonstruierten Bild störende Gitterlinien erscheinen, die durch Schwebungen zwischen dem zweidimensionalen Gitter und dem Muster der auf dem codierten

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Schwarz-Weiß-Film 60 vorhandenen Farbcodierstreifen entstehen können. In dieser Hinsicht ist es wünschenswert, mit einer Farbcodierung zu arbeiten, bei der die Codestreifen alle in der gleichen Richtung verlaufen. Dabei lässt sich dann ein Maximum an Redundanz erzielen, da zwischen den Codestreifen und einer orthogonalen Gruppe von Gitterlinien keine Schwebungen auftreten können.

Ein anderer Grund für die Verwendung von nur in einer Richtung verlaufenden Farbcodierstreifen besteht in der Vermeidung der Notwendigkeit einer genauen Deckung der aufeinanderfolgenden Bildfelder in zwei Richtungen. In dieser Hinsicht stellt das in der bereits erwähnten US-PS 2,733, 291 beschriebene Farbcodierfilter eine ideale Lösung dar, da die Codestreifen dieses Filters in nur einer Richtung verlaufen.

Das aus dem Diffuserglas 59 austretende redundante Objektbündel 46 " fällt auf einen farbcodierten Schwarzweiß-Film Der Film 60 wird von einer Spule 61 abgewickelt und auf eine Spule 62 aufgewickelt. Der Antriebsmechanismus für den Transport des codierten Film 60 ist mit dem Antriebsmotor 66 gekoppelt. Bei dem farbcodierten Film 60 handelt es sich um einen Typ, wie ihn die in Verbindung mit Figur 2 und 3 beschriebenen Einrichtungen liefern.

Das Objektbündel 46', das den codierten Film 60 durchsetzt hat, fällt dann auf eine Linse 63, deren Brennpunkt in der Ebene des Film 60 liegt, so daß die aus der Linse 63 austretenden Lichtstrahlen ein paralleles Bündel bilden. Bei einer solchen Anordnung der Linse 63 entsteht ein sogenanntes Fraunhofer-Hologramm. Ein Phasenhologramm vom Fraunhofer-Typ hat den Vorteil , daß eine Kopie eines solchen Hologramms auch dann ein ruhendes Bild liefert, wenn die Hologrammkopie bei der Wiedergabe durch das Wiedergabelichtbündel bewegt wird.

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Das Objektbündel 46" und das Referenzbündel 47' fallen dann durch eine öffnung 43 in einer Blende 54, um auf einem Aufzeichnungsträger 64 ein Hologramm zu bilden. Wie bereits erläutert, erzeugen das Objektbündel 46" und das Referenzbündel 47' eine Interferenzfigur entsprechend der Information, die in einem Einzelbild des farbcodierten Films 60 enthalten ist. Diese Interferenzfigur wird auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Aufzeichnungsträger 64 die Form einer Scheibe, wie es aus der oben erwähnten Offenlegungsschrift bekannt ist. Wie erwähnt, kann der Aufzeichnungsträger jedoch auch die Form eines Filmstreifens oder Bandes haben.

Die Scheibe 64 wird durch einen mit dem Antriebsmotor 66 gekuppelten Mechanismus 65 gedreht und gleichzeitig vertikal bewegt, so daß die den verschiedenen Einzelbildern des Filmes 60 entsprechenden farbcodierten Hologramme in einer Spirale auf der Scheibe 64 aufgezeichnet werden. Nach der Verarbeitung sind also auf der Scheibe 64 Hologramme in Form von Reliefmustern aufgezeichnet, welche die farbcodierten Bilder auf dem Film 60 darstellen. Mit der Scheibe 64 kann dann eine Metallmuttermatrize zum Herstellen von Kopien der urpprünglichen Scheibe 64 hergestellt werden, wie es aus der oben erwähnten Offenlegungsschrift bekannt ist.

Figur 5 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Herstellung von farbcodierten Hologrammaufzeichnungen von Farbauszugnegativen. Zur Herstellung eines Farbauszugnegatives kann man ein farbiges Transparentbild durch ein Filter der speziellen Farbe, für die das Negativ herzustellen ist, beleuchten und mit dem gefilterten Licht einen Schwarz-Weiß-Film belichten. Diejenigen Teile der Einrichtung gemäss Figur 5, die Teilen entsprechen, oder Teilen wirkungsgleich sind, welche bereite in Verbindung mit Figur 4 erläutert worden sind, tragen dieselben Bezugszeichen wie in Figur 4.

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Die Einrichtung gemäss Figur 5 enthält wieder eine Laseranordnung 40, die ein Bündel 41 räumlich kohärenten monochromatischen Lichts liefert, das durch die Öffnung 42 der Maske 43, Wenn der Verschluß 44 geöffnet ist. Das Bündel 41 wird durch den Spiegel 45 in ein Bündel 46 sowie ein Bündel 47 aufgeteilt. Das Bündel 47 wird durch einen Spiegel 48 in die zur Vergrösserung des Bündelquerschnittes dienende Anordnung aus den Linsen 49 und 52 und der zwischen diesen Linsen angeordneten, ein kleines Loch 50 aufweisenden Blende 51, die unerwünschte Randeffekte beseitigt, reflektiert. Das aus der Linse 52 austretende Bündel 47* ist das Referenzbündel, das zur Erzeugung eines Hologrammes durch die Öffnung 53 der Blende auf den Aufzeichnungsträger 64 fällt.

Der vom Spiegel 45 durchgelassene Teil 46 des Bündels 41 bildet das Informations- oder Objektbündel. Das Bündel 46 wird durch Linsen 55 und 58 im Querschnitt vergrössert und durch die Öffnung 56 der Blende 57 begrenzt. Es fällt dann durch ein Diffuserglas 59 um Redundanz in das Bündel einzuführen. Wie in Verbindung mit Figur 4 erläutert wurde, kann anstelle des Diffuserglases 59 auch ein zweidimensionales Phasengitter verwendet werden, um das Auftreten unerwünschter Storflecken im Hologramm zu verringern. Das Objektbündel 46 wirft durch Spiegel 70 und 71 in drei Teile aufgeteilt. Der Spiegel 70 reflektiert einen Teil des Bündels zu einem Spiegel 72, von dem aus das betreffende Teilbündel durch ein Rot-Farbauszugnegativ 73 fällt, neben dem eine Gitter- oder Rasteranordnung 74 angeordnet ist. Das Gitter kann ein Muster von undurchlässigen und transparenten Streifen enthalten und das das Gitter durchsetzende Licht ist dementsprechend mit der im Farbauszugsne$ativ 73 enthaltenen Information moduliert. Das Objektbündel, das nun die dem Rotanteil entsprechende Information

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enthält, wird durch Spiegel 75 und 76 in ein Objektiv 63 reflektiert.

Der Spiegel 41 reflektiert einen Teil des Bündels 46 zu einem Spiegel 78 , von dem aus das betreffende Teilbündel durch ein Blau-Farbauszugnegativ 79 und eine neben diesem angeordnete Raster- oder Gitteranordnung 80 fällt. Die Gitteranordnung 80 hat eine andere Streifendichte als die Gitteranordnung 74, so daß die mit dem Blauanteil' modulierte Information eine andere räumliche Frequenz hat als die mit dem Rotanteil modulierte Information und daher von dieser getrennt ist. Das blaue Objektbündel mit der Modulation, die der im Blau-Farbauszugnegativ enthaltenen Information entspricht, wirft durch Spiegel 81 und 77 in das Objektiv 63 reflektiert. Ein dritter Teil des Objektbündels 46 wird von den Spiegeln 70 und 71 durchgelassen und fällt durch ein Grün-Farbauszugnegativ 82. Beim Grün-Farbauszugnegativ braucht keine Gitteranordnung verwendet werden, da die Rotinformation und die Blauinformation auf Grund ihrer jeweiligen räumlichen Frequenzen abgetrennt werden können und die Grüninformation dann zurückbleibt. Das mit der Grüninformation modulierte Bündel fällt durch die Spiegel 76 | und 77 in das Objektiv 63.

In das Objektiv 63 fallen also Teilbündel entsprechend der Rot-, Blau- und Grüninformation. Der Abstand des Objektives 63 | von den Rot-, Blau- und Grün-Farbauszugnegativen 73, 79 bzw. 82! ist gleich der Brennweite des Objektivs. Die aus dem Objektiv ι 63 austretenden Lichtstrahlen verlaufen also im wesentlichen ]■ parallel zueinander und bilden bei der Interferenz des Objektbündels 46 mit dem Referenzbündel 47 ein Interferenzmuster in i form eines Fraunhofer-Hologrammes. Dieses Interferenzmuster, ! das ein Phasenhologramm ist, welches die codierte Farbinformation enthält, wird auf der als Aufzeichnungsträger dienenden j Scheibe 64 aufgezeichnet, wie es in der erwähnten Offenlegungs-

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schrift beschrieben ist.

Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Farben des Transparentbildes zuerst mit verschiedener Codierung auf Schwarz-Weiß-Film aufzuzeichnen. Diese Ausführungsform ist also besonders vorteilhaft, da der Schwarzweiß-Film bei Belichtung mit Licht verschiedener Intensität eine nichtlineare Schwärzungscharakteristik hat, die den dynamischen Bereich des Films beschränkt und Nichtlinearitäten in das System, in dem Nichtlinearitäten so klein wie möglich gehalten werden sollten, einführt. Es ist zwar erforderlich, Farbauszugnegative herzustellen, dies lässt sich jedoch einfach durchführen und wenn die Hologrammaufzeichnung zur Herstellung vieler Kopien bestimmt ist, sind auch die zusätzlichen Kosten der Aufteilung auf die Kosten der Kopien nur klein.

Es sei darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist,das Objektbündel 46 in drei Teilbündel aufzuspalten, um alle drei Farbauszugnegative gleichzeitig zu beleuchten. Man kann vielmehr mit nur einem einzigen Objektbündelstrahlengang arbeiten und die verschiedenen Farbauszugnegative mit den zugehörigen Gittern getrennt im Strahlengang anordnen.

In Figur 6 ist schematisch eine Einrichtung zum Herstellen einer holographischen Aufzeichnung eines farbcodierten Filmes dargestellt, bei der ein band- oder streifenförmiger Aufzeichnungsträger verwendet wird. In Figur 6 sind für entsprechende Bauteile wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet worden wie in den Figuren 4 und 5.

Die Einrichtung gemäss Figur 6 enthält eine Laseranordnung 40, die ein Bündel 41 räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes liefert. Das Lichtbündel 41 fällt bei geöffnetem Verschluß 44 durch die Öffnung 42 der Maske 43 auf einen Bündelteiler-

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spiegel 45, der das einfallende Bündel in ein durchgelassenes Bündel 46 und ein reflektiertes Bündel 47 aufteilt. Das Bündel 47 wird durch den Spiegel 48 reflektiert und zur Bildung des Referenzbündels 47* mittels der Linsen 49 und 52 in seinem Querschnitt vergrossert. Zwischen den Linsen 49 und 52 geht das Bündel durch die feine öffnung 50 in der Blende 51".

Das Objektbündel 46 wird durch die Linsen 55 und 58 zum Objektbündel 46' verbreitert. Zwischen den Linsen 55 und 58 geht das Bündel durch die feine öffnung 56 der Blende 57.

Das Objektibündel 46' fällt auf ein zweidimensionales Phasengitter 59'. Das zweidimensionale Phasengitter 59' dient anstelle einer Mattglasplatte zur Einführung von Redundanz in das Objektbündel 46'.

Das aus dem zweidimensionalen Phasengitter 59' austretende redundante Objektbündel 46' fällt dann auf einen farbcodierten Schwarz-Weiß-Film 60. Der Film 60 wird von einer Spule 61 abgewickelt und auf eine Spule 62 aufgewickelt. Der den codierten Film 60 transportierende Antriebsmechanismus ist mit dem Antriebsmotor 66 gekoppelt. Bei dem farbcodierten Film 60 handelt es sich um einen Typ, wie ihn die in Verbindung mit Figur 2 und 3 beschriebene Einrichtung liefert.

Das Objektbündel 46' tritt, nachdem es durch den codierten Film 60 gefallen ist, in ein Objektiv 63 ein, dessen Brennebene mit der Ebene des Films 60 zusammenfällt. Aus dem Objektiv 63 tritt daher ein paralleles Lichtbündel 46" aus. Diese Anordnung des Objektivs 63 liefert ein Fraunhofer-Hologramm.

Das Objektbündel 46" und das Referenzbündel 47* fallen durch die öffnung 53 in der Blende 54 und bilden auf einem Aufzeichnungsträger 110 ein Hologramm. Wie bereits erläutert,wurde

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entsteht durch die Wechselwirkung des Objektbündels 46" und des Referenzbündels 47* eine Interferenzfigur entsprechend der in einem Einzelbild des farbcodierten Films 60 enthaltenen Information. Diese Interferenzfigur wird durch den Aufzeichnungsträger 110 aufgezeichnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Aufzeichnungsträger 110 die Form eines Bandes oder Streifens, wie einer oben erwähnten anderen Stelle näher ausgeführt ist.

Das Band 110 wird von einer Spule 111 abgewickelt und auf eine Spule 112 aufgewickelt. Der Antrieb des Bandes erfolgt durch einen Transportmechanismus 113, der mechanisch derart mit dem Antriebsmotor 66 gekoppelt ist, daß sich das Verhältnis 3/2 bezüglich der Transportgeschwindigkeit des farbcodierten Films 32 ergibt. Diese Art des Filmtransportes ist ähnlich wie sie in der Kinofilmtechnik verwendet wird, ein Film mit 24 Einzelbildern pro Sekunde wird durch den Vorschubmechanismus mit einer Bildfrequenz von 60 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet, indem jeweils ein Einzelbild des farbcodierten Filmes 32 dreimal und das nächste Einzelbild zweimal aufgezeichnet wird, so daß das Band 110 dann in der Praxis mit einer Bildfrequenz von ' 60 Bildern pro Sekunde wiedergegebenen werden kann. Auf dem Band 110 werden also Hologramme, die die farbcodierten Bilder des Films 60 darstellen, in Form von Reliefmustern aufgezeichnet. Mit dem Hologrammband 110 kann man dann ein Mutterband zur Herstellung billiger Bandkopien der Phasenhologramme erzeugen.

Figur 7 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Erzeugen von Färb- und Leuchtdichte-Signalen von einer Kopie einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung. Die Einrichtung enthält eine Quelle für räumlich kohärentes monochromatisches Licht mit einer Laseranordnung 85, die ein Lichtbündel 86 liefert, das durch eine scheibenförmige Kopie 87 der farbcodierten Hologrammaufzeichnung fällt, welche durch

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eine Einrichtung gemäss Figur 2 bis 5 erzeugt worden war. Die scheibenförmige Hologrammkopie 87 wird durch einen Mechanismus 88 derart gedreht und vertikal bewegt, daß die Hologramme auf der Kopie 87 nacheinander in den Strahlengang des Wiedergabebündels 86 gelangen.

Das Bündel 86 verläuft in einem solchen Winkel zur Ebene der scheibenförmigen Hologrammkopie 87, daß bei der Beugung des Bündels 86 durch die Hologrammkopie 87 ein Bündel 86a erster Ordnung in ein Abbildungsobjektiv 89 fällt. Das Bündel 86a enthält die farbcodierte Information und das Objektiv 89 bildet diese Information auf eine fotoempfindliche Elektrode 90 einer Bildaufnahmeröhre 91 ab. Die scheibenförmige Kopie 87 , die ein Abbild des redundanten Phasenhologramms vom Fraunhofertyp ist, welches durcheine der oben beschriebenen Einrich-j tungen aufgezeichnet worden war, kann durch den Mechanismus mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt werden, ohne daß dadurch eine Störung des auf der photoempfindlichen Elektrode 90 der Bildaufnahmeröhre 91 entstehenden Bildes eintritt. Unerwünschte Schwankungen der Drehzahl der scheibenförmigen Kopie 87 können also das Bild auf der photoempfindlichen Elektrode nicht beeinträchtigen. Die redundante Hologrammkopie kann ausserdem mit beliebiger Drehzahl und Drehrichtung (vorwärts oder rückwärts) abgespielt werden, da die Scheibendrehzahl nicht mit der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeröhre synchronisiert zu sein braucht.

Das Bild auf der photoempfindlichen Elektrode 90 ist ein Abbild des im codierten Schwarz-Weiß-Film oder den Farbauszugnegativen mit den überlagerten Gittern enthaltenen Bildes, die oben erwähnt worden waren. Die codierte Information hat, wie beschrieben, die Form zweier farbmodulierter Trägerschwingungen mit den zugehörigen Seitenbändern und eines Helligkeits- oder ! Leuchtdichtesignales , welches in einem Frequenzband enthalten '

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ist, das von den für die Farbsignale verwendeten Frequenzbändern verschieden ist. Dieses Signalgemisch tritt also beim Abtasten der photoempfindlichen Elektrode 90 durch den Elektronenstrahl an einer Ausgangsklemme 92 der Bildaufnahmeröhre 91 auf.

Von der Ausgangsklemme 92 wird das Signalgemisch einem Tiefpaßfilter 93 zugeführt, um den Leuchtdichteanteil vom Signalgemisch abzutrennen. Das Leuchtdichtesignal Y , dessen Bandbreite 3 MHz beträgt, steht dementsprechend an einer Ausgangsklerame 94 des Tiefpaßfilters 93 zur Verfügung.

Das Signalgemisch wird ferner einem Bandfilter 95 mit einem Durchlaßband von 3 bis 4 MHz zugeführt, welches die mit dem Blausignal modulierte Trägerschwingung vom Signalgemisch abtrennt. Die mit dem Blausignal modulierte Trägerschwingung wird durch einen Amplitudendemodulator 96 demöduliert und das demodulierte Signal wird einer Subtrahierschaltung 97 zugeführt. Weiterhin wird das Signalgemisch einem Tiefpaßfilter 98 zugefühfct, an dessen Ausgang ein Leuchtdichtesignal zur Verfügung steht, dessen Bandbreite von 500 kHz gleich der Bandbreite der demodulierten Farbsignale ist. Dieses schmalbandige Leuchtdichtesignal wird einer weiteren Eingangsklemme der Subtrahierschaltung 97 zugeführt, in der es vom Blausignal subtrahiert, um ein (B-Y)-Farbdifferenzsignal zu erzeugen.

Schliesslich wird das Signalgemisch von der Klemme 92 noch einem Bandfilter 100 zugeführt, das die mit dem Rotsignal modulierte Trägerschwingung und ihre Seitenbänder vom Signalgemisch abtrennt. Das abgetrennte Signal wird einem Amplitudendemodulator 101 zugeführt und das von diesem erzeugte Rotsignal wird auf die eine Eingangsklemme einer Subtrahierschaltung 102 gekoppelt. An der anderen Eingangsklemme der Subtrahierechaltung 102 liegt das schmalbandige Leuchtdichtesignal vom Tiefpaßfilter 98. Dieses schmalbandige Leuchtdichte-

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signal wird vom demodulierten Rotsignal subtrahiert, wobei man ein (R-Y)-Farbdifferenzsignal erhält, das an einer Ausgangsklemme 103 der Subtrahierschaltung 102 zur Verfügung steht

Das Leuchtdichtesignal Y und die Farbdifferenzsignale B-Y und R-Y können den entsprechenden Videoverstärkern in einem Farbfernsehempfänger zugeführt werden, um auf der Farbbildröhre des Empfängers ein Bild zu erzeugen, das der Szene entspricht, die in der Hologrammaufzeichnung codiert aufgezeichnet worden war.

Figur 8 zeigt in schematischer Darstellung einen Teil einer Einrichtung zum Erzeugen von Färb- und Leuchtdichtesignalen von einer Bandkopie einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung. In Figur 7 und 8 sind für entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Die Einrichtung gemäss Figur 8 ist ausserdem nur bis zur Ausgangsklemme 92 der Bildaufnahmeröhre 91 dargestellt, da die folgenden Teile mit denjenigen übereinstimmen, die in Figur 7 dargestellt sind.

Die Einrichtung gemäss Figur 8 enthält eine Laseranordnung 85 zum Erzeugen eines Bündels 86 räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes. Das Bündel 86 fällt durch eine Bandkopie 120 einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung, die mit der Einrichtung gemäss Figur 6 hergestellt worden war.

Die Bandkopie 120 wird durch Bandrollen 121 geführt, von einer Spule 122 abgewickelt und auf eine Spule 123 aufgewickelt. Wenn das Lichtbündel 86 durch die Reliefmusterhologramme auf der Bandkopie 120 fällt, entsteht durch Beugung ein Bündel 86 erster Ordnung. Das Bündel 86 enthält ein Informationsmuster, das durch das Abbildungsobjektiv 89 auf die photoempfindliche Elektrode 90 der Bildaufnahmeröhre 91 abgebildet wird. Die soweit beschriebene Laserabbildungsanordnung kann so ausge-

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blldet sein, daß die Wellenlänge des aus der Laseranordnung austretenden Lichtes von der Wellenlänge des Laserlichtes, die bei der Herstellung der Hologrammaufzeichnung in der Einrichtung gemäss Figur 6 verwendet wurde, verschieden ist.

Wenn die Wellenlänge des von der Laseranordnung 86 erzeugten Lichtes grosser ist als die Wellenlänge des Lichtes, das bei der Herstellung der Mu tterholograinmauf zeichnung verwendet wurde, ist das auf der photoempfindlichen Elektrode 90 erzeugte Bild um einen Faktor grosser als das ursprüngliche , durch die Einrichtung gemäss Figur 6 erzeugte Hologramm, welcher gleich dem Verhältnis der Wellenlänge des bei der Wiedergabe verwendeten Laserlichtes zur Wellenlänge des bei der Aufzeichnung verwendeten Laserlichtes ist. Da es sich bei der Bandkopie 120 um ein redundantes Phasenhologramm vom Fraunhofe Typ handelt, das mit der Einrichtung gemäss Figur 6 aufgezeichnet wurde, kann es vom Bandtransportmechanismus mit gleichbleibender Geschwindigkeit transportiert werden, ohne daß dabei irgendwelche Störungen oder Verzerrungen des auf der photoempfindlichen Elektrode -90 der Bildaufnahmeröhre entstehenden Bildes auftreten. Ungewollte Schwankungen der Transportgeschwindigkeit der Bandkopie 120, die durch den Bandtransportmechanismus läuft, führen daher nicht zu unbrauch baren Bildern auf der photoempfindlichen Elektrode 90. Die redundante Hologrammbandkopie kann ausserdem mit beliebiger Geschwindigkeit, vorwärts oder rückwärts abgespielt werden, da keine Synchronisationsder Bandgeschwindigkeitemit der Abtastfrequenz der Bildwiedergaberöhre erforderlich ist.

Das auf der photoempfindlichen Elektrode 72 erzeugte Bild ist ein Abbild des Bildes, das in dem in Figur 6 dargestellten codierten Schwarz-Weiß-Film 60 enthalten ist. Wie in Verbindung mit Figur 2 erläutert wurde, hat die codierte Information die Form zweier mit Farbinformation modulierter Trägerachwingungen mit den zugehörigen Seitenbändern und eines

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Leuchtdichtesignals , das,in einem Frequenzband liegt, welches sich von den für die Parbsignale verwendeten Frequenzbändern unterscheidet. Dieses Signalgemisch tritt dementsprechend an der Ausgangsklemme 92 der Bildaufnahmeröhre 91 auf, wenn der Elektronenstrahl die photoempfindliche Elektrode 90 abtastet.

Das Signalgemisch von der Klemme 92 wird der in Figur 7 dargestellten Filteranordnung zugeführt und ebenso verarbeitet, wie in Verbindung mit dieser Figur erläutert worden ist, um das Leuchtdichtesignal sowie die Farbdifferenzsignale B-Y und R-Y zu erzeugen. Diese Signale können nun den entsprechenden Videoverstärkern in einem Farbfernsehempfänger zugeführt werden, um auf der Farbbildröhre des Empfängers ein Bild zu erzeu gen, das der Szene entspricht, die zuerst auf dem Schwarz-Weiß Film und dann auf der Hologrammbandkopie codiert aufgezeichnet worden war.

Im vorstehenden wurden also Einrichtungen und Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe farbcodierter Hologrammaufzeichnungen beschrieben. Durch die Verwendung von Farbcodierirerfahren zur Herstellung der Hologrammaufzeichnungen ist es möglich, eine Hologrammaufzeichnung herzustellen, die die ganze Färb- und Leuchtdichteinformation einer Szene enthält, wie sie durch farbige Transparentbilder oder Farbvideosignale dargestellt wird. Dabei wird nur eine einzige Laserlichtquelle in der Hologrammaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung benöttgt.

Die vorliegende Einrichtung ist also einfacher und billiger als die bekannten Einrichtungen, bei denen zur Aufzeichnung und Wiedergabe der verschiedenen Grundfarben , die in getrenn ten Hologrammen aufgezeichnet wurden, verschiedene Laserlichtquellen benötigt.wurden. Mit den vorliegenden Verfahren und Einrichtungen ist es ausaerdem möglich, in der Wiedergabeeinrichtung mit nur einer einzigen Bildaufnahmevorrichtung, z.B. einem Vidicon , die volle Färb-und Leuchtdichteinfor-

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mation zu erhalten, da die auf die Bildaufnahmevorrichtung abgebildete codierte Färb- und Leuchtdichteinformation durch eine verhältnismässig einfache Schaltungsanordnung elektrisch getrennt werden kann.

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   Patentansprüche

   Einrichtung zum Erzeugen von Farbe und Leuchtdichte darstellenden Signalen von einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung, gekennzeichnet durch eine Quelle (85) die räumlich kohärentes/ monochromatisches Licht liefert, eine Bildaufnahmevorrichtung (91) mit einer photoempfindlichen Elektrode (90), einer Anordnung , die Licht von der Quelle durch die farbcodierte Hologrammaufzeichnung (87,120) fallen lässt, um ein entsprechendes Bild auf der photoempfindlichen Elektrode (90) der Bildaufnahmevorrichtung (91) zu erzeugen, und eine mit der Bildaufnahmevörrichtung gekoppelte Anordnung (93 bis 103) zur Gewinnung von Signalen, die in der Farbe und der Leuchtdichte einer Szene entsprechen, welche in der HoIogramraaufzeichnung (87, 120) codiert aufgezeichnet ist.

   2.) Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die farbcodierte Hologrammaufzeichnung (120) ein Vinylband ist und daß eine Vorrichtung (121, 122, 123) vorgesehen ist, um das Band kontinuierlich durch das räumlich kohärente monochromatische Licht (86) zu bewegen.

   3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die farbcodierte Hologrammaufzeichnung (87) acheibenform hat, und daß eine Vorrichtung (88) vorgesehen ist, die gewünschte Teile der Scheibe derart in das räumlich kohärente monochromatische Licht (86) zu bringen gestattet, daß das auf der photoempfindlichen Elektrode (90) erzeugte Bild dem gewünschten Teil entspricht.

   4.) Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung zur Gewinnung der die Farbe und die Leuchtdichte darstellenden Signale eine

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   Schaltungsanordnung (83) zur Gewinnung eines Leuchtdichtesignals (Y), das in einem ersten Frequenzbereich enthalten ist, und Schaltungsanordnungen (95,100) zur Gewinnung zweier Farbe darstellender Signale, die in einem zweiten bzw. dritten Frequenzbereich enthalten sind, umfasst.

   5.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (93,97,102) zur Verarbeitung der die Farbe und die leuchtdichte darstellenden Signale zu Färb- und Leuchtdichtesignalen (B-Y, R-Y, Y) , die sich für die Speisung einer Farbfernsehwiedergabeeinrichtung eignen.

   6.) Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine von den Färb- und Leuchtdichtesignalen gesteuerte Farbfernsehwiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe der Szene, die ursprünglich codiert in der Hologrammaufzeichnung aufgezeichnet worden war.

   7.) Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Hologramraaufzeichnung eines von einer Folge von Bildern ist, die eine Laufbildaufzeichnung bilden, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, um gewünschte Teile der Laufbildaufzeichnung in das räumlich kohärente monochromatische Licht zu bringen, daß mit der Bildaufnahmevorrichtung eine Anordnung zur Gewinnung von Farbe und Leuchtdichte darstellenden Signalen bei der Abtastung des Bildes in der Bildaufnahmevorrichtung gekoppelt ist und daß eine Anordnung vorgesehen ist , um die die Farbe und die Leuchtdichte darstellenden Signale zu Färb- und Leuchtdichtesignalen zu verarbeiten, die eich für die Zuführung zu einer Farbfernsehwiedergabeeinrichtung eignen.

   θ.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,da-, durch gekennzeichnet, daß die Quelle für

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   das räumlich kohärente Licht eine Laserlichtquelle enthält, die ununterbrochen Licht erzeugt.

   9.) Einrichtung zum Erzeugen einer speziell für die Einrichtung gemäss Figur 1 geeigneten farbcodierten Hologrammaufzeichnung, gekennzeichnet durch eine Codieranordnung zum Codieren von Information , die die Farbe einer Szene darstellt, wobei die Farbinformation in monochromatische Intensitätsschwankungen umgesetzt wird , und durch eine Aufzeichnungsanordnung, welche eine einzige Quelle für räumlich kohärentes monochromatisches Licht enthält, zur Herstellung einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung, die die codierte Farbinformation enthält.

   10.) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kenn zeichnet , daß die Codieranordnung Mittel enthält, um Leuchtdichteinformation der Szene auf der Hologrammaufzeichnung zu codieren.

   11.) Einrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Färb- und Leuchtdichteinformation in einem einzigen Hologramm enthalten ist.

   12.) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Codieranordnung ein gestreiftes räumliches Farbcodierfilter zum Codieren farbigen Lichts von einem FarbtransparentbiId auf einen Schwarz-Weiß-Film unter Bildung eines codierten monochromatischen Bildes auf diesem Film enthält und daß die Aufzeichnungsanordnung ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium enthält; daß eine Anordnung vorgesehen ist, um Licht von der kohärenten Lichtquelle durch den farbcodierten Schwarzweiß-Film auf das Aufzeichnungsmedium fallen zu lassen und daß eine Anordnung vorgesehen ist, um Licht von der kohärenten Lichtquelle längs eines anderen Strahlenganges zu leiten , um ein Hologramm des farbcodierten

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   Schwarz-Weiß-Filmbildes auf dem Aufzeichnungsmedium zu bilden. ,

   13.) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn-·

   zeichnet , daß die Codieranordnung eine Quelle für FArb- und Leuchtdichtesignale enthält, die der Farbe und der Sucht- ,

   dichte einer Szene entsprechen, wobei das Leuchtdichtesignal in einem ersten Frequenzbereich und die Farbsignale in einem zweiten Frequenzbereich enthalten sind, daß die Aufzeichnungsanordnung einen Schwarz-Weiß-Film enthält, der auf die Farb- und Leuchtdichtesignale von der Quelle empfindlich ist und eine farbcodierte Schwarzweißfilmaufzeichnung liefert, daß eine Anordnung vorgesehen ist, um Licht von der kohärenten Lichtquelle durch den farbcodierten Schwarz-Weiß-Film auf ein Aufzeichnungsmedium fallen zu lassen, und daß eine Anordnung vorgesehen ist, um Licht von der kohärenten Lichtquelle längs eines anderen Strahlenganges zu leiten, um ein Phasenhologramm des farbcodierten Schwarz-Weiß-Filmbildes auf dem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen.

   14.) Einrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekenn zeichnet , daß die Aufzeichnungsanordnung ein auf das räumlich kohärente monochromatische Licht empfindliches Aufzeichnungsmedium enthält, dass eine Anordnung vorgesehen ist, um das räumlich kohärente monochromatische Licht durch einen ersten Strahlengang, der mindestens ein Farbauszugnegativ enthält, neben dem eine Beugungsgitteranordnung angeordnet ist, zu dem Aufzeichnungsmedium zu leiten, wobei das Licht durch die im Farbauszugnegativ enthaltene Information modulier^ und durch die Gitter anordnung codiert wird, und daß eine Anord-·· nung vorgesehen ist, um das räumlich kohärente monochromatische Licht durch einen zweiten Strahlengang zu leiten, um mit dem modulierten Licht vom ersten Strahlengang eine Interferenzfigur zu erzeugen, die ein auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnetes farbcodiertes Hologramm bildet. ι

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   15.) Einrichtung nach Anspruch 14,dadurch gekennz e ich η e t , daß der erste Strahlengang eine Vorrichtung {70,71) zum Aufteilen des räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes (46) in eine Anzahl von Bündel, eine Anord- ■ nung (72,78) die jedes dieser Bündel durch ein getrenntes Farbauszugnegativ (73,79,82) entsprechend einer Farbe einer Szene fallen lässt, eine neben diesen Farbauszugnegativen angeordnete Gitteranordnung (74,80) zum Codieren des durch die Farbauszugnegative fallenden Lichtes, und eine Vorrichtung-(76, 77) zum Vereinigen der Bündel , nach deren Modulation durch die in den Farbauszugnegativen enthaltene Information und Codierung durch die Gitteranordnung enthält.

   16.) Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Lichtteilervorrichtung (70,71), die das Licht in drei Bündel aufteilt, die jeweils durch eines von drei verschiedenen Farbauszugnegativen (73,79,82) fallen, die jeweils Information entsprechend einer von drei verschiedenen Farben einer Szene enthalten, und durch bei zweien der drei Farbauszugnegative angeordnete Gitteranordnungen (74,80) mit unterschiedlichen Liniendichten zur räumlichen Codierung des zwei der drei Farben entsprechenden Lichtes.

   17.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16/ dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Lichtes eine optische Anordnung (63) zum Erzeugen eines Fraunhofer-Phasenhologrammes angeordnet ist.

   18.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, d a d u r ch gekennzeichnet , daß im Weg des Lichtes ein zweidimensionales Phasengitter (59') zum Erzeugen von Redundanz in dem Hologramm und zur Unterdrückung von Störflecken angeordnet ist.

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   19.) Von einer Einrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis erzeugte farbcodierte Hologrammaufzeichnung, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Aufzeichnung die Form eines Bandes hat, auf dessen einer Oberfläche sich mindestens ein reliefmusterförmiges Phasenholograram eines farbcodierten Filmbildes befindet.

   20.) Farbcodierte Hologrammaufzeichnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das holographische Reliefmuster auf eine Photolackechicht (Photoresiatschicht) auf dem Band fokussiert ist.

   21.) Verfahren zum Herstellen einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung, die sich speziell für eine Einrichtung gemäss Anspruch 1 eignet, dadurch gekennzeichnet , dad Information , die die Farbe einer Szene darstellt räumlich codiert wird, daß die codierte Information als Modulation eines ersten Bündele räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes längs eines ersten Strahlenganges auf ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium gerichtet wird, daß ein Bündel des unmodulierten räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes längs eines zweiten Strahlenganges geführt wird, um mit dem modulierten Bündel des räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes eine Interferenzfigur zurerzeugen, die auf dem Aufzeichnungsmedium als Hologramm, das die codierte Farbinformation enthält, aufgezeichnet wird.

   22.) Verfahren nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet , daß bei der räumlichen Codierung der Information ein Leuchtdichte darstellendes Signal , das in einem ersten Frequenzbereich enthalten 1st, mit Farbe darstellenden Signalen, die in einem zweiten Frequenzbereich enthalten sind, zu einem zusammengesetzten Signal vereinigt werden, welches kontinuierlich sowohl die Farbe als auch die

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   Leuchtdichte einer Szene darstellt, und daß das zusammengesetzte Signal einer Anordnung zugeführt wird, durch die es auf Schwarz-Weiß-Kinofilm unter Erzeugung von farbcodierten Bildern der Szene aufgezeichnet wird.

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