DE2048122B2 - Holographisches verfahren zur aufzeichnung und wiedergabe farbiger bilder, einrichtung zur durchfuehrung dieses aufzeichnungsverfahrens sowie einrichtung und hologrammaufzeichnung zur durchfuehrung dieses wiedergabeverfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein holographi :hes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des An wuchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Einriching zur Durchführung eines solchen Aufzeichnungs- ;rfahrcns sowie eine Einrichtung und eine Hologrammaufzeichnung zur Durchführung des Wiedergabeverfahrens.

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 wesentiiehen nur eine einzige Wellenlänge umfaßt. »Räumlich kohärentes Licht« soll hier Licht bedeuten, das tatsächlich oder scheinbar

ίο von einer punktförmigen Quelle ausgeht.

Unter einem Hologramm versteht man im Gegensatz zu einem gewöhnlichen photographischen Bild eine Aufzeichnung der gesamten Information, die in einer Wellenfront eines Lichtbündels 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, während die zweite Komponente, das sogenannte Objektbündel, von dem holographisch aufzuzeichnenden Objekt stammt, das durch Licht beleuchtet ist, welches von der gleichen Lichtquelle wie das Referenzbündel stammt und gleichzeitig mit diesem emittiert wird, wobei das Objektbündel mindestens zum Teil unter einem anderen Winkel als das Referenzbündel auf den vorgegebener. 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«, Juni 1965, Seiten 24ff. 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 sowrhl die Amplitude als auch die Phase des Informationsbün-

dels in Form von Änderungen des Kontrastes und des Abstandes der aufgeze^:chneten 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 raumlieh kohärentem monochromatischen Licht beleuchtet. Das Hologramm beugt dann das auffallende Licht. wobei zwei gebeugte Bündel erster Ordnung entstehen, die jeweils dem vom ursprünglichen Objekt ausgehenden Bündel entsprechen. Das eine dieser beiden

Bündel liefert ein virtuelles Bild des ursprünglichen Objekts, wahrend das andere ein reelles Bild liefert.

ohne daß hierfür eine Linse od. dg!, erforderlich wäre.

Das virtueile 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 Hologramms, 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 größer, da diese Eigenschaften von der Apertur des Abbildungssystems abhängen. Der Grund für diese Eigenschaft von Hologrammen besteht darin, daß jeder Punkt des Hologramms von allen Teilen des ursprünglichen Objektes beleuchtet wird und daher auch das ganze Bild in codierter Form enthält.

Zur Aufzeichnung eines Hologramms 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 Interferenzfigur manifestiert sich also auch als Reliefmuster bezüglich der Unterseite der Emulsion, die dementsprechend eine Vielzahl von Erhebungen aufeist, deren relative Lage und Größe die Hologramminformation darstellen. Ein solches Reliefmuster kann unabhängig von etwa vorhandenen optischen Dichteunterschieden der photoeraphischen 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 den 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. 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 Relief muster oder durch Schwankungen des Brechungsindex dargestellt ist, wird als Phasenho-

ίο logramm 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.

ao Es ist ferner bereits aus der DT-OS 1497 565 bekannt, Phasenhologramme, ähnlich wie bei der Schallplattenherstellung, als Preßformen oder Matrizen zur Massenfertigung von Hologrammdupl ,katen 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«-Phasenhologramrn kann dabei auf verschiedene Weise hergestellt werden, vorausgesetzt, daß der Aufzeichnungsträger formst;ibil ist und daß er mit einem Reliefmuster geprägt werden kann, um die Hologrammaufzeichnung zu bi'dcn.

Nachdem die Mutter-Hologrammr.uizeichming 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 Duplikatabdrucke oder Kopien in derselben Weise hergestellt wie Schallplatten unter Verwendung einer Muttermatrizc.

Es ist in diesem Zusammenhang ferner bekannt, die Mutterhologramme zum Pressen der Relief muster auf eine Scheibe aus klarem Vinylkunststoff ;'.u verwenden, wobei die einzelnen Hologrammreliel muster 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 Hotopramm-

kopie in Form eines Bandes beschrieben, das eine thermoplastische Vinylpolymerisatfolie mit einer Oberfläche, in die die holographische Information in Form eines Reliefmusters eingedrückt ist. Zur Herstellung eines Mutterphasenhologramrnes aus Metall kann man von einer photographischen Silberemulsion oder einem Photolack ausgehen und ähnlich verfahren, wie es bei der Herstellung von Schallplart enmut-

tern bekannt ist. Die Metallmutier kann dann zur Herstellung von bandförmigen Kopien des holographischen Reliefmusters verwendet werden.

In der obenerwähnten Offenlegungsschrift ist außerdem eine Vorrichtung beschrieben, die sich gut für

die Herstellung von Hologrammkopien fur eine Schwarz-Weiß-Laufbildaufzeichnung entweder in Form 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. Um den Rot-, Grün- und Blauanteil der in einem Farbdia oder

einem Einzelbild eines Kinofarbfilmes enthaltenen Fabinformation zur Verfugung zu haben, wird jede Grundfarbe in einem getrennten Hologramm auf dem scheibenförmigen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Zur Aufzeichnung des Farbinhaltes eines farbigen Einzelbildes oder eines einzigen 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, ein holographisches Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe farbiger Bilder von Bildvorlagen anzugeben, das mit weniger Hologrammen auskommt als die bekannten Verfahren. Ferner sollen durch die Erfindung Einrichtungen zur Durchführung des Aufzeichnungsverfahrens sowie Einrichtungen und Hologrammaufzeichnungen zur Durchführung des Wiedergabeverfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. den Ansprüchen 3, 8 und 18 unter Schutz gestellte Erfindung gelöst. Die übrigen Ansprüche betreffen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders ökonomisch, da es mit weniger Hologrammen, im Optimalfall einem einzigen Hologramm für die Aufzeichnung und Wiedergabe eines farbigen Bildes einer Bildvorlage, die Helligkeits- und Farbinformation enihalt. auskommt. Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Aufzeichnungsverfahrens werden bignaie, die die Leuchtdichte und Signale, die die Farbe einer Biid\orlage darstellen, gleichzeitig codiert und auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet und von diesem Schwarz-Weiß-Film wird dann eine Hologrammaufzeichnung in Form eines Reliefmusters auf einem Aufzeichnungsträger hergestellt.

Bei einer Ausiührungsform einer solchen Einrichtung werden in verschiedenen Frequenzbereichen liegende Signale, die die Farbe bzw. die Leuchtdichte der Bildvorlage darstellen, erzeugt und zu einem Signaigemisch vereinigt, das dann auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet wird. Die auf diese Weise erhaltene farbcodierte Filmaufzeichnung der Färb- und Leuchtdichtesignale wird in einer Hologrammherstellungsvorrichtung zur Herstellung eines das farbcodierte Filmbild darstellenden Hologramms 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 Schwarz-Weiß-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 Hologramms 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 Hologramms gleichzeitig erfolgen.

Es wird eine farbcodierte Hologrammaufzeichnung geschaffen, die in Form eines Reliefmusters ein farbcodiertes 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 Hologramms durch eine Laserabbildungsanordnung mit räumlich kohärentem monochromatischen Licht beleuchtet. Auf dem photoempfindlichen Element einer 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 Farb- 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 zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von farbcodierten Schwarz-Weiß-Hologrammen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur elektronischen Codierung von Färb- und Leuchtdichtesignalen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur optischen Codierung von Färb- unc Leuchtdichtesignalen auf Schwarz-Weiß-Film.

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen einer holographischen Auf- ^cichaung von einem farbcodierten Film,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion einer Einrichtung zum Hersteller von farbcodierten Hologrammaufzeichnungen vor Farbauszugsnegativen,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen einer Hologrammaufzeichnung von farbcodiertem Film auf einem bandförmiger Aufzeichnungsträger,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Erzeugen von Färb- und Leuchtdichte-Signalen mittels farbcodierter Hologrammaufzeichnungen und

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

In Fig. 1 ist ganz generell das Blockschaltbild einei Einrichtung zur Aufzeichnung bzw. Herstellung unc zur Wiedergabe von farbcodierten Hologrammer

dargestellt. Die Einrichtung enthält eine Quelle 10 für Farbbilder oder Farbsignale. Die Farbbilder können durch Beleuchten 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 Bilder können dann auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet werden. Bei Verwendung elektrischer Färb- und Leuchtdichtesignale erfolgt die Codierung in der Anordnung 11 durch Auf modulieren 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 unten roch beschrieben werden.

Die farbcodierte Information, die z. B. auf Schwarz-Weiß-Film aufgezeichnet sein kann, wird in einer Hologrammerzeugungsanordnung 12 zur Bildung eines farbcodierten Hologramms auf einem Aufzeichnungsmedium verwendet. Mit dem aufgeleichneten Hologramm wird eine Metall-Mutteraufleichnung 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 ursprunglichen Farben einer Bildwiedergabevorrichtung 14 zugeführt, bei der es sich z. B. um eine Farbfernsehbildröhre handeln kann.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur codierten Aufzeichnung von Leuchtdichte- und Farbsignalen auf Schwarz-Weiß-Film dargestellt. Die Einrichtung enthält eine Videosignalquelle 20. die ein Leuchtdichtesignal Kein Rotsignal R und ein Blausignal B liefert. Die Quelle 20 kann z. B. eine Farbfernsehkamera oder ein Färb-Videobandgerät sein. Da<· Leuchtdichtesignal von der Quelle 20 wird einerr Tiefpaßfilter 21 zugeführt, das die Bandbreite de*. 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 einer Eingangsklemme eines Modulators 24 zugeführt. Eine zweite Eingangsklemme dieses Modulators 24 wird mit einer 5-MHz-Trägerschwingung von einem Oszillator 23 gespeist. Die 5-MHz-Träger-Schwingung wird durch das Rotsignai in der Amplitude moduliert, wobei eine mit dem Rotsigna! modulierte Trägerschwingung mit den zugehörigen Seitenbändern entsteht. Das Farbsignal am Ausgang de*. Modulators 24 wird in einem Bandfilter 25 auf einer. Frequenzbereich von 4,5 bis 5,5 MHz begrenzt und einer zweiten Eingangsklemme der Addierschaltung 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. Dk 3,5-MHz-Trägerschwingung wird durch das Blausi gnal in der Amplitude moduliert und die dabei entstehende blausignalmodulierte Trägerschwingung mi den zugehörigen Seitenbändern wird einem Bandfiltei mit einem Durchlaßbereich zwischen 3 und 4 MH; zugeführt. Das in der Bandbreite begrenzte Ausgangssignal des Bandfilters 28 wird einer dritten Eingangsklemme der Addierschaltung 22 zugeführt. Die ίο Addierschaltung vereinigt das Leuchtdichtesignal, da? 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 Film zu erzeugen. Eine Fig. 2 ähnliche Einrichtung zum codierten 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 Fig. 2 und entsprechend der obengenannten Patentschrift hergestellt worden ist, eignet sich für die Verwendung in der Einrichtung gemäß Fig. 1 zur Herstellung von Hologrammaufzeichnungen.

In Fig. 3 ist schematisch eine Einrichtung zur optisch codierten Aufzeichnung von Farbinformation auf Schwarz-Weiß-Film dargestellt. Die Einrichtung enthalt eine Lichtquelle 31, die durch eine Batterie 32 gespeist wird. Das Licht von der Lichtquelle 31 wird durch eine Kollimatorlinse 33 kollimieri und beleuchtet ein farbiges Transparentbild 34. Bei dem 4c 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 aufgek^Cm ι ^{et werden k}°nnen. 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 Schwarz-So Weib-Film in einer Filmkamera 38 abgebildet.

Bei der Farbcodierfilteranordnung 36 kann es sich um irgendeine geeignete Vorrichtung zum Codieren von rarbinformation als Modulation einer Gitteranordnung mit verhältnismäßig hoher räumlicher Frequenz handeln. Eine geeignete Vorrichtung ist z. B. T λ ^{PS 2733291} beschrieben. Diese bekannte Anordnung enthält ein erstes Gitter oder Raster aus abwechselnden cyanfarbenen und transparenten (tarblosen) 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 Streiten, die das blaue Licht sperren und alle anderen Farben durchlassen.

Die codierte rote und blaue Information wird raumlich dadurch getrennt, daß die Raster verschie-

<r

dene Streifendichte haben. Das Leuchtdichtesignal is! 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 Belichtungsvorgang auf dem Schwarz-Weiß-Film in der Kamera 38 aufgezeichnet werden kann, es ist jedoch auch möglich, jedes einzelne Transparentbild 34 mehrmals 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

Fig. 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 allgemeinen 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 kohäreni 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. Das durch die Öffnung 42 tretende Lichtbünde! 41 fäll! auf einen Bündelteilerspiegel 45, der sie in ein durchgelassenes Bünde', 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 der Linsen 55 und 58 fällt das Bündel 46 zur räumlichen Filterung durch eine kleine öffnung 56 einer Blende 57.

Das Objektbündel 46' fällt dann auf ein Matt- oder Diffuserglas 59, durch das das Objektbündel 46' redundant gemacht wird. Die Redundanz des Objektbündels gewährleistet, daß dieselbe Information in vielen Bereichen des Hologramms 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 Verwendungeines zweidimensional η Phasengitters wird im reproduzierten Bild des Hologramms aa< Auftreten von Störflecken verhindert, die vorhanden sind, wenn ein Hologramm kleiner Abmessungen mi: einem diffusen Objektlichtbündel aufgezeichnet wird. Zweidimensionaie Phasengitter und ihre Vorteile sind an anderer Stelle erläutert (DT-OS 1797151).

Das zweidimensionaie 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 Gilter und dem Muster der auf dem codierten Schwarz-Weiß-Film 60 vorhandenen Farbcodierstreifen entstehen können. In dieser Hinsicht ist es wünschenswert, mit einer Farbcodierung zu arbeiten, bei der die

ίο 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 Schwarz-Weiß-Film 60. Der Film 60 wird von einer Spule 61 abgewickelt und auf eine Spule 62 aufgewikkelt. Der Antriebsmechanismus für den Transport des codierten Films 60 ist mit dem Antriebsmotor 66 gekoppelt. Bei dem farbcodierten Film 60 handelt es sich um einen Typ, wie ihn die in Verbindung mit Fig. 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 Films 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 eine:· solchen Hologramms auch dann ein ruhendes Bild liefert, wenn die Hologrammkopie bei der Wiedergabe durch das Wiedergabelichtbündel bewegt wird.

Das Objektbündel 46" und das Referenzbündel 47 fallen dann durch eine Öffnung 43 in einer Blendi 54. um auf einem Aufzeichnungsträger 64 ein Hologramm zu bilden. Wie bereits erläutert, erzeugen dai Objektbündel 46" und das Referenzbündel 47' eini Interferenzfigur entsprechend der Information, die ir einem Einzelbild des farbcoaierten Films 60 enthalte! ist. Diese Interferenzfigur wird auf dem Aufzeich nungsträger 64 aufgezeichnet. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel hat der Aufzeichnungsträger 64 di< Form einer Scheibe, wie es aus der obenerwähntei Offenlegungsschrift bekannt ist. Wie erwähnt, kam der Aufzeichnungsträger jedoch auch die Form eine Filmstreifens oder Bandes haben.

Die Scheibe 64 wird durch einen mit dem Antriebs motor 66 gekuppelten Mechanismus 65 gedreht un< gleichzeitig vertikal bewegt, so daß die den verschie denen Einzelbildern des Filmes 60 entsprechendei farbcodierten Hologramme in einer Spirale auf de Scheibe 64 aufgezeichnet werden. Nach der Verarbei tu ng sind also auf der Scheibe 64 Hologramme i Form von Reliefmustern aufgezeichnet, welche di farbcodierten Bilder auf dem Film 60 darstellen M: der Scheibe 64 kann dann eine Metallmuttermatriz zum Herstellen von Kopien der ursprüngliche

Scheibe 64 hergestellt werden, wie es aus der obenerwähnten Offenlegungsschrift bekannt ist.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Herstellung von farbcodierten Hologrammaufzeichnungen von Farbauszugnegativen. Zur Herstellung eines Farbauszugnegativs 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 Fig. 5, die Teilen entsprechen, oder Teilen wirkungsgleich sind, welche bereits in Verbindung mit Fig. 4 erläutert worden sind, tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 4.

Die Einrichtung gemäß Fig. 5 enthält wieder eine Laseranordnung 40, die ein Bündel 41 räumlich kohärenten monochromatischen Lichts liefert, das durch die Öffnung 42 der Maske 43 fällt, 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 Referenzbünde], das zur Erzeugung eines Hologramms durch die Öffnung

53 der Blende 54 auf den Aufzeichnungsträger 64 fällt.

Der vom Spiegel 45 durchgelassene Teil 46 des Bündels 41 bildet das Informations- oder Objektbürdel. 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 Fig. 4 erläutert wurde, kann an Stelle des Diffuserglases 59 auch ein zweidimensionales Phasengitter verwendet werden, um das Auftreten unerwünschter Störflecken 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 Gitteroder 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 Farbauszugsnegativ 73 enthaltenen Information moduliert. Das Objektbündel, das nun die dem Rotanteil entsprechende Information 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 Giiieranordnung 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, wird 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 zu werden, da die Rotinformation und die Blauinformation auf Grund ihrer jeweiligen räumlichen Frequenzen abge-

trennt 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 entspre-

chend der Rot-, Blau- und Grüninformation. Der Abstand des Objektivs 63 von den Rot-, Blau- und Grün-Farbauszugnegativen 73, 79 bzw. 82 ist gleich der Brennweite des Objektivs. Die aus dem Objektiv 63 austretenden Lichtstrahlen verlaufen also im wesentlichen parallel zueinander und bilden bei der Interferenz des Objektbündels 46 mit dem Referenzbündel 47 ein Interferenzmuster in Form eines Fraunhofer-Hologramms. Dieses Interferenzmusteir. das ein Phasennologranim ist, welches die codierte Farbinformation enthält, wird auf der als Aufzeichnungsträger dienenden Scheibe 64 aufgezeichnet wie es in der erwähnten Offe nlegungsschrift beschriebe η ist.

Bei der in Fig. 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 Schwarz-Weiß-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 Nichtlineantäten so klein wie möglich gehalten werden sollten, einfuhrt. 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 nut einem einzigen Objektbündelstrahlengang arbeiten und die vei ■ schiedenen Farbauszugnegative mit den zugehörigen Gittern getrennt im Strahlengang anordnen.

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

Die Einrichtung gemäß Fig. 6 enthält eine Laser anordnung 40, die ein Bündel 41 räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes liefert. Das Lichtbündcl 41 fällt bei geöffnetem Verschluß 44 durch die Öffnung 42 der Maske 43 auf einen Bündelteilerspiegel 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 vergrößert. Zwischen den Linsen 49 und 52 geht das Bündel durch

6j 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 leine

Öffnung 56 der Blende 57.

Das Objektbündel 46' fällt auf ein zweidimensionalcs Phasengitter 59'. Das zweidimensionale Phasengittcr 59' dient an Stelle einer Mattglasplatte zur Einführung von Redundanz in das Objektbündel 46'.

Das aus dem zweidimensionalen Phasengitter 59' austretende redundante Objektbündel 46' fällt darin auf eifien farheodierten 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 Fig. 2 und 3 beschriebene Einrichtung liefen.

Das Objektbündel 46' tritt, nachdem es durch den codierten Film 60 ge fa lie η ist. in -in Objektiv 63 ein, dessen Brennebene mit der Ebene des Films 60 zusammenfällt. Aus dem Objektiv 63 tritt daher ein naraück's Lichtbündel 46" aus. Diese Anordnung'des Objektivs (S3 liefer! ein Fraunhofer-Hologramm.

DasObjcktbündei 46' und das Referenzbündel 47' t'.iilui durch die Öffnung 53 in der Blende 54 um', bilden auf einem Aufzeichnungsträger 110 ein Hole μ;;..mm. W¹ ie bereits erläutert wurde, entstein durch die "A'cchsclvvirkung des ObjekHnindels 46" und de-Refe. eii/bündels 47' eine Imcifereiufigur entsprechend der in einem Einzelbild des farbcodierten Films (»0 iithaitenen Information. Diese Interferenzfigur wird dutch di.M Aufzeichnungsträger 110 aufgezeieh- '- !K-:. Bei dein vorliegtnden Aus»ahrungsbeispiel ha^! ;lei Aufzeichnungsträger 510 die- Form'eines Bande* • 'di : Streif«, ir-, wie in einer .-ίΚ-.!erwähnten anderen SU Me näher ausgeführt ist.

; Vi- Band 1 10 wird mmi eine: Spuk ! 11 ,ibiie wi.. i-.c'' u'.V,-üi! eine Spule 11 2 .lufgew iö ·. !1 De; Antrieb eic* !'.-■;iiies ·. ::"!g: durch einen Γ: ,::sp>■; 'mechanismu⁴· 113. der mechanisch de!;'rl mi' lern An'.riebsmotoi 66 gekoppelt ist. dal.'sich das Verhältnis 3 2 bezüglich .!et Tianspoi!geschwindigkeit de- farbcodierten Film- ·-· 32 et gibt. Diese \r\ des Filmtransports ist ähii'ich. ά.. -ie in der Kinofilmtechnik verwendet wird: ein ! ;!:■■ mit 24 Einzelbildern pro Sekunde wird durch -.Ie-, Vorschubmechanismus mit einer Bildfrequenz. ■ mi M) Biklcrn pro Sekunde aufgezeichnet indem ic- ■\eils ein Fi-i/elbild des farbcodierten Filmes 32 drc· ma! un«ld;·.·* nächste Einzelbild zweimal aufgezxiehn-' wird, so ί.ΐ;ι·< d,is Band 110 dann in der Praxis mit •iniT BÜdfr· i'ueiiz von '^l(l Bildern pro Sekunde wie-'lemegebcn vv'. rdcn kann Auf dem Bac.d llOwerdei.· =c ■i.Ko l-icilogrammc. ■■''>·■ die f.'frbcodicrteti Bilder des I^:ilms60darstel!cr in Form von Reliefmustern aufgezeichnet. Mit dem I'ol-.-gi-rmmband 110 kann man dann ein Mutterband zur Herstellung billiger Bandkopien tier Phasenhologiamrne erzeugen.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Fiveujieti von Färb und \.euchtdichte-Signalen von einer Konte einer farbeiulierten HoIo gratnmaufzeichnung. Die Einrichtuni; entliält eine Quelle für räumlich kohärentes monochromatisches ftp Licht mit einer Laseranordnung 85. die ein Lichthündel 86 liefert, das durch eine scheibenförmige Kopie 87 der farbcodierten Hologrammaufzeichnung fällt, welche durch eine Einrichtung gemäß Fig. 2 bis 5 er zeugt 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 Wicdergabebündels 86 gelangen.

Das Bündel 86 verläuft in einem solchen Winkel zur Ebene der scheibenförmigen Hologramrnkopie 87, daß bei der Beugung des Bündels 86 durch die Hologrammkopie 87 ein Bündel 86a erster Ordnung in ein Abbildungsobjektiv 89 fällt. Das Bündel 86« 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 durch eine der oben beschriebenen Einrichtungen aufgezeichnet worden war, kann durch den Mechanismus 88 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 90 nicht beeinträchtigen. Die redundante Hologrammkopie kann ■luBcrdem mit beliebiger Drehzahl und Drehlichtung 1 vciwarts oiler rückwärts) abgespielt werden, da die '<eheibendre!i7ahl nicht mit >ier Abtastfrequenz der Bildaufnahmeröhre synchronisiert zu sein braucht.

Das Bild auf der phoiocnv.-findlichen Elektrode 90 ist ein Abbild des im codierten Schwarz-Weiß-Film oder den Farbauszugnegativen mit den überlagerten Gittern enthaltenen Bildes, die oben erwähnt worden -varen Die codierte Information hat. wie beschrieben, .lic Form zweier farbmodulierterTrägerschwingungen mit den zugehörigen Seitenbändern und eines Hellig keits- eidei 1 euehtdichtesignals. welches in einem Frequenzband enthalten ist. das von den fur die Farb-•-■enale \er\\etuu ten Frequenzbändern verschieden ;··! Dieses Signalgeniisch tritt also beim Abtasten dei photoempfindlichen Elektrode 90 durch den Elektronenstrahl an einer Ausgangsklcmme 92 der Bildaufnahmeröhre 91 auf.

Von der Ausgangsklemmc 92 wird das Signalgeniisch einem Tiefpaßfilter 93 zugeführt, um den Leuchtdichteanteil iom Signalgcmisch abzutrennen Das 1 euchtdichtesignal V, dessen Bandbreite 3 MH/ nc ι ragt, steht dementsprechend an einer Ausgangsklemme 94 des Tiefpaßfilters 93 zur Verfugung.

Das Sigrialgemisch 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 tilausignal modulierte Trägerchwingung wird durch einen Amplitudendemodulator 96 demoduliert und das demodulierte Signal wird einer Subtrahicrschal-Uing 97 zugeführt. Weiterhin wird das Signalgemisch einem Tiefpaßfilter 98 zugeführt, an dessen Ausgang ein I euchtdichtesignal zur Verfügung steht, desser Bandbreite von 500 kHz gleich der Bandbreite de demodulierten Farbsignale ist. Dieses sehmalhandigt Leuchtdichtesignal wird einer weiteren Eingangs klemme der Subtrahierschaltimg 97 zugeführt, in dei es vom Blausignal subtrahiert, um ein ( /i-Y')-Farbdifferenzsignal zu erzeugen.

Schließlieh wird das Signalgemisch von der Klemmt 92 noch einem Bandfilter 100 zugeführt, das die mi dem Rotsignal modulierte Trägerscliwingimg und ihn Seiteilbänder vom Signalgemisch abtrennt. Das abgetrennte Signal wird einem Amplitudendemodulato HM zugeführt und das von diesem erzeugte Rotsigna wird auf die eine Eingangsklenime einer Subtrahier

schaltung 102 gekoppelt. An der anderen Eingangsklemme der Subtrahierschaltung 102 liegt das schmalbandige Leuchtdichtesigna] vom Tiefpaßfilter 98. Dieses schmalbandige Leuchtdichtesigna] wird vom demodulierten Rotsignal subtrahiert, wobei man ein (Ä-y)-FarbdifferenzsignaJ 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 Hologrammaufi^ichnung codiert aufgezeichnet worden war.

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

Die Einrichtung gemäß Fig. 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 Fig. 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 au»^r der Bandkopie 120 fällt, entsteht durch Beugung ein Eündel 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 ausgebildet sein, daß die Wellenlänge des aus der Laseranordnung 85 austretenden Lichtes von der Wellenlänge des Laserlichtes, die bei der Herstellung der Hologrammaufzeichnung in der Einrichtung gemäß Fig. 6 verwendet wurde, verschieden ist.

Wenn die Wellenlänge des von der Laseranordnung 86 erzeugten Lichtes größer ist als die Wellenlänge des Lichtes, das bei der Herstellung der Mutterhologrammaufzeichnung verwendet wurde, ist das auf der photoempfindlichen Elektrode 90 erzeugte Bild um einen Faktor größer als das ursprüngliche, durch die Einrichtung gemäß Fig. 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 Fraunhofer-Typ handelt, das mit der Einrichtunggemäß Fig. 6 aufgezeichnet wurde, kann es vom Bandtransportme chanismus mit gleichbleibender Geschwindigkeit transportiert werden, ohne daß dabei irgendwelche Störungen oder Verzerrungen des auf der photoempfindlichen Elektrode 90 der Bildaufnahmeröhre 9 entstehenden Bildes auftreten. Ungewollte Schwan klingen der Transportgeschwindigkeit der Bandkopii 120, die durch den Bandtransportmechanismus läuft

führen daher nicht zu unbrauchbaren Bildern auf de photoempfindlichen Elektrode 90. Die redundant« Hologrammbandkopie kann außerdem mit beliebige; Geschwindigkeit, vorwärts oder rückwärts abgespieJ werden, da keine Synchronisation der Bandgeschwin

ίο digkeit mit der Abtastfrequenz der Bildwiedergabe röhre erforderlich ist.

Das auf der photoempfindlichen Elektrode 72 er zeugte Bild ist ein Abbild des Bildes, das in dem ir Fig. 6 dargestellten codierten Schwarz-Weiß-Film 6(

enthalten ist. Wie in Verbindung mit Fig. 2 erläuteri wurde, hat die codierte Information die Form 2weiei mit Farbinformation moduiierter Trägerschwingungen mit den zugehörigen Seitenbändern und eines Leuchtdichtesignals, das in einem Frequenzband liegt,

welches sich von den für die Farbsignale 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 ir ig. 7 dargestellten Filteranordnung zugeführt und ebenso verarbeitet, wie in Verbindung mit dieser Figur erläutert worden ist, um das Leuchtdichtesignal sowie die Farbdiff^erenzsignale ß-Kund R-Y zu erzeugen. Diese Signale können nun den entsprechenden Videoverstärkern in einem Farbfernsehempfänger zügel ührt werden, um auf der Farbbildröhre des Empfängers ein Bild zu erzeugen, das der Szene entspricht, die zuerst auf dem Schwarz-Weiß-Film und dann auf der Hologrammbandkopie codiert aufgezeichnet worden war.

Im vorstehenden wurden aiso Einrichtungen und Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe farbcodierter Hologrammaufzeichnungen beschrieben. Durch die Verwendung von Farbcodierverfahren 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 HoIogrammaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung benötigt.

Die vorliegende Einrichtung ist also einfacher und billiger als die bekannten Einrichtungen, bei denen zur Aufzeichnung und Wiedergabe der verschiedenen Grundfarben, die in getrennten Hologrammen aufgezeichnet wurden, verschiedene Laserlichtquellen benötigt wurden. Mit den vorliegenden Verfahren und Einrichtungen ist es außerdem möglich, in der Wiedergabeeinrichtung mit nur einer einzigen Bildaufnahmevorrichtung, z. B. einem Vidicon, die volle Färb- und Leuchtdichteinformation zu erhalten, da die auf die Bildaufnahmevorrichtung abgebildete codierte Färb- und Leuchtdichteinformation durch eine verhältnismäßig einfache Schaltungsanordnung elektrisch getrennt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Holographisches Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe farbiger Bilder von Bildvorlagen, die Helligkeit- und Farbinformation enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufzeichnung die Farbinformation jeder Bildvorlage in räumlich codierte, monochromatische Intensitätsschwankungen umgewandelt und zusammen mit der Helligkeitsinformation der betreffenden Bildvorlage holographisch aufgezeichnet wird, und daß bei der Wiedergabe die Hologrammaufzeichnungen oder Kopien hiervon durch ein Bündel monochromatischen Lichtes bewegt werden, die dabei entstehenden rekonstruierten farbcodierten Bilder durch eine photoelektrische Einrichtung, die eine am Entstehungsort der rekonstruierten Bilder angeordnete photoempfindliche Elektrode enthält, in elektrische Signale umgewandelt werden, welche einen die Farbinformation und einen die Helligkeitsinformation der Bildvorlagen darstellenden Anteil enthalten, und daß die elektrischen Signale einer Fernseh-Farbbildwiedergabeeinrichtung zur Er-Eeugung farbiger Reproduktionen der Bildvorlagen zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die codierte Farbinformation und die Leuchtdichteinformation jeder Bildvorlage in einem einzigen Hologramm aufgezeichnet werden.

3. Einrichtung zur Durchführung des Aufzeichnungsverfahren;, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Codiervorrichtung (11 in Fig. 1; 21 bis 29 in Fig. 2; 36, 38 in Fig. 3; 74, 80 in Fig. 5), welche die Farbinformation einer Szene in monochromatische Intensitätsschwankungen umsetzt, und eine Aufzeichnungsvorrichtung mit einer einzigen Quelle (40) räumlich kohärenten monochromatischen Lichts zur Bildung einer farbcodierten Hologrammaufzeichnung (64), welche die codierte Farbinformation enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung eine Anordnung zur Codierung der Leuchtdichteinformation der Bildvorlage auf der Hologrammaufzeichnung enthält.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung ein Farbstreifenfilter (36) zur räumlichen Codierung der Farbinformation von einem farbigen Transparentbild (34) auf Schwarz-Weiß-Film enthält (Fig. 3) und daP die Aufzeichnungsvorrichtung (Fig. 4 oder ft) eine optische Anordnung (45, 48) zur Erzeugung zweier kohärenter Lichtbiindel ^46, 47) enthält, von denen das eine durch den die iarbcodierte Autzeichnung enthaltenden Schwarz-Weiß-Film (60) und das andere auf einen Wi)IH Strahlengang des ersten Lichtbundeis ge-•rennten Strahlengang unter Erzeugung eines Hologramms auf einen vorgegebenen Bereich eines lichtempfindlichen Auizeichnungsmediums (64) fallt.

(i. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung (Fig. 2) tine Signalquelle (22) für Farbsignale und Leuchtdichtesignale enthalt, welche die Farbe und die Leuchtdichte einer Szene darstellen, wobei das Leuchtdichtesignal innerhalb eines ersten Frequenzbereiches und die Farbsignale innerhalb eines zweiten Frequenzbereiches liegen; und daß die Aufzeichnungsvorrichtung eine Vorrichtung (29, 30) zur Herstellung einer farbcodierten Schwarz-Weiß-Filmaufzeichnung der Signale von der Signalquelle und eine optische Anordnung (45, 48) zum Erzeugen zweier kohärenter Lichtbündel (46, 47) aus dem Licht der kohärenten Lichtquelle (40) enthält, von denen das eine längs eines ersten Strahlenganges, der die farbcodierte Schwarz-Weiß-Filmaufzeichnung (60) enthält, und das andere auf einem vom ersten Strahlengang verschiedenen Strahlengang unter Erzeugung eines Hologramms auf einen vorgegebenen Bereich eines lichtempfindlichen Aufzeichnungsmediums (64) fällt, um auf diesem ein Phasenhologramm der Filmaufzeichnung zu erzeugen.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsvorrichtung (Fig. 5) eine optische Anordnung enthält, die das Licht von der kohärenten Lichtquelle (40) über zwei getrennte Strahlengänge ^ 46,47), von denen der eine ein bei einem Farbcodiergitter (74 oder 80) angeordnetes Farbauszugnegativ (73 oder 79) enthält, zur Erzeugung und Aufzeichnung eines Hologramms des Farbauszugnegativs auf einen vorgegebenen Bereich eines lichtempfindlichen Aufzeichnungsmediums (64) wirft.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Strahlengang (46) angeordnet sind:

Eine Anordnung (70, 71) zur Aufspaltung des räumlich kohärenten monochromatischen Lichtbündels des ersten Strahlenganges in mehrere Teilbündel;

ein eigenes, jeweils eine bestimmte Farbe einer Bildvorlage darstellendes Farbauszugnegativ (73, 79) im Wege jedes Teilbündels;

jeweils ein Farbcodiergitter (74,80) zur Codierung des durch das betreffende Farbauszugnegativ (73, 79) fallenden Teilbündels; und

eine Anordnung (75, 76, 77, 81) zur Vereinigung der farbcodierten Teilbündel.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Aufspaltung des räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes einen Bündelteiler (70, 71) zur Aufspaltung des Lichtes in drei Teilbündel enthält, daß im Wege jedes Teilbündels eines von drei verschiedenen Farbauszugnegativen (73, 79, 82) angeordnet ist, die Information bezüglich dreier verschiedener Farben der Bildvorlage enthalten, und daß zwei Farbauszugnegativen (73,79) jeweils eines von zwei Farbcodiergittern (74, 80) unterschiedlicher Lmiendichten zugeordnet ist.

K). Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Wege des Lichts der kohärenten Lichtquelle (40) eine Vorrichtung (63) zur Erzeugung eines Fraunholer-Phasenhologramms befindet.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Lichts der kohärenten Lichtquelle (40) ein zweidimensionales Phasengitter zur Einführung von Redundanz in das Hologran.m und zur Unterdrükkur.g von Störflecken angeordnet ist.

12. Einrichtung zur Durchführung des Wiedergabeverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (85) für ein Bündel (86) räumlich kohärenten monochromatischen Lichts; eine Transportvorrichtung (88 in Fig. 7; 121 bis 123 in Fig. 8) sowie eine Bildaufnahmevorrichtung (91) mit einer lichtempfindlichen Elektrode (90) vorgesehen sind und daß die Quelle (85) für das räumlich»kohärente monochromatische Lichtbündel (86), die durch die Transportvorrichtung durch das kohärente Lichtbünde! bewegten farbcodierten Hologrammaufzeichnungen (87,120) und die Bildaufnahmevorrichtung (91) so angeordnet sind, daß die rekonstruierten farbcodierten Bilder auf die lichtempfindliche Elektrode (90) der Bildaufnahmevorrichtung (91) fallen (Fig. 7 und 8).

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung die Hologrammaufzeichnungen mit einer Geschwindigkeit durch das kohärente Lichtbündel (86) bewegt, die der Einzelbildfrequenz eines Laufbildfilmes entspricht.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das monochromatische Lichtbündel (86) unter einem zur Rekonstruktion von Fraunhofer-Hologrammen geeigneten Winkel auf die von der Transportvorrichtung durch das Lichtbündel bewegten Hologrammaufzeichnungen gerichtet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvor richtung durch ein Vertikalablenksystem der Bildaufnahmevorrichtung (71) gesteuert ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das räumlich kohärente monochromatische Lichtbündel kontinuierlich auf die Hologrammaufzeichnungen (120) fällt und daß die Transportvorrichtung (121 bis 123) den Hologrammaufzeichnungen eine kontinuierliche lineare Bewegung erteilt (Fig. 8).

17. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Lichtbündel (86) kontinuierlich auf die Hologrammaufzeichnungen (87) fällt und daß die Transportvorrichtung (88) den Hologrammaufzeichnungen eine kontinuierliche Kreisbewegung erteilt (Fig. 7).

18. Hologrammaufzeichnung zur Durchführung des Wiedergabeverfahrens nach A nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines Bandes (120) hat, auf dessen Oberfläche sich Phasenhologramme farbcodierter Filmbilder in Form von Reliefmustern befinden.

19. Hologrammaufzeichnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Reliefmuster aus einer Photolackschicht auf einem bandförmigen Träger besteht.