DE2226752A1

DE2226752A1 - Verfahren zum wiedergeben von bildern, insbesondere von dreidimensionalen bildern

Info

Publication number: DE2226752A1
Application number: DE19722226752
Authority: DE
Inventors: Tokio Hachoji; Tadashi Kasahara; Masanori Kawai; Yoshiaki Kimura
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-12-20

Description

Verfahren zum Wiedergeben voa Bildern, insbesondere von dreidimensionalen Bildern Die Erfindung -bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiedergeben oder Reproduzieren von Bildern und insbesondere auf ein Verfahren zum Widergeben von Bildern in dreidimensionaler Weise, bei welchem ein mit inkohärentem Licht beleuchteter Gegenstand als dreidimensionales Bild wiedergegeben wird.
Es ist bekannt, Bilder unter Verwendung einer Facettenaugenlinse dreidimensional wiederzugeben. Solche Wiedergabesysteme zum Reproduzieren eines Bildes eines Gegenstandes, der mit inkohärentem Licht beleuchtet wird, sind als Integralphotographie- und Holocoder-Hologramm-Verfahren bekannt.
Bei der Integralphotographie wird eine Anzahl von Bildern eines von verschiedenen Blickpunkten aus betrachteten Gegenstandes in einer ersten Stufe durch eine Facettenaugenlinse hindurch auf einem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet, und in einer zweiten Stufe wird ein lichtempfindliches Material, auf welchem die Bilder nach einem photographischen Verfahren in positive Bilder umgekehrt sind, an der ursprünglichen Stellung mit Bezug auf die Facettenaugenlinse genau angeordnet und von der Rückseite her mit weißem Licht beleuchtet, um eine dreidimensionale Wiedergabe eines Bildes zu erhalten.
Bei dem Holocorder-Hologramm-Verfahren wird in einer ersten Stufe eine Anzahl von Bildern eines von verschiedenen Blickpunkten aus betrachteten Gegenstandes durch eine Facettenaugenlinse hindurch auf einem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet. In einer zweiten Stufe wird ein lichtempfindliches Material, auf welchem die Bilder in positive Bilder umgekehrt sind, an der ursprünglichen Stelle mit Bezug auf die Facettenaugenlinse genau angeordnet und von der Rückseite her mit Laserlicht angestrahlt, um ein Hologramm auf einem vor der Facettenaugenlinse angeordneten lichtempfindlichen Material für Holographie im Zusammenwirken mit einem Bezugslicht zu bilden, welches eine kohärente Beziehung zu dem Beleuchtungslicht hat und aus einer schrägen Richtung kommt. In einer dritten Stufe wird das Hologramm mit kohärentem Reproduktionslicht beleuchtet, welches zu dem Bezugslicht konjugiert ist, um ein dreidimensionales Wiedergabebild des Gegenstandes zu erzeugen, das von in der Nähe des reellen Bildes der Facettenaugenlinse liegenden Blickpunkten aus betrachtet werden kann.
Sowohl bei dem Integralphotographie-Verfahren als auch bei dem Holo co rde r-Holog ramm-Verf ahren wird eine Facettenaugenlinse verwendet. Da die dabei verwendete Facettenaugenlinse aus Kunststoff hergestellt ist und aus einer Anzahl einzelner Linsenelemente kleiner Größe besteht, die Seite an Seite angeordnet sind, ist die Leistung der betreffenden Linsenelemente lange nicht so hoch wie die Leistung photographischer Linsen. Weiterhin ist die Bildfokussierungsleistung der aus Kunststoff bestehenden Facettenaugenlinse zufolge Ausdehnung und Kontraktion des Kunststoffs nicht stabil und nur von geringer Qualität.
Da bei dem Integralphotographie-Verfahren und dem Holo-Corder-Hologramm-Verfahren die Bilder mittels solcher Linsen geringer Leistung erzeugt werden, ist es nicht moglich, ein Wiedergabebild von hohem Auflösungsvermögen zu erhalten. Da weiterhin die betreffenden Bilder in den entsprechenden Bildformungsbereichen der kleinen Linsen erzeugt werden müssen und ferner.eine Begrenzung hinsichtlich der Abstände oder Zwischenräume zwischen den Linsen der Facettenaugenlinse vorhanden ist, ist der Bereich zum Aufzeichnen des Bildes auf einen extrem kleinen Bereich beschränkt, so daß es demgemäß unmöglich ist, ein Bild hoher Qualität zu erhalten, wenn ein lichtempfindliches Material geringer Auflösung verwendet wird, wie z.B. ein Sarbfilm Bei dem Holocorder-Hologramm-Verfahren ist es notwendig, für die Wiedergabe des Hologramms Laserlicht zu verwenden In dem Fall, in welchem Laserlicht für die Wiedergabe verwendet wird, wird dem wiedergegebenen Bild ein körniges Muster von hohem Kontrast, ein sogenanntes Sprenkelmuster überlagert, wodurch das Bild beträchtlich verschlechtert wird.
Um ein dreidimensionales Bild hoher Qualität zu erhalten, sollen die betreffenden Bilder, die von den betreffenden kleinen einzelnen Linsen aufgezeichnet und projiziert werden, eine genügend große Schärfe haben.
Um nun Bilder großer Schärfe zu erhalten, ist ein Linsensystem erforderlich, welches aus wenigstens zwei oder drei Linsenstücken zusammengesetzt ist. Im Fall der Verwendung einer zusammengesetzten Linse soll diese in einem Linsenrahmen angebracht werden. Daher ist es unmöglich, das gesamte Penster für die Beobachtung mit einer Linsenfläche ohne Totraum zu bedecken. Um weiterhin die Schärfe der aufgezeichneten Bilder zu verbessern, ist es notwendig, daß der Bereich des licht empfindlichen Materials zum Aufzeichnen der betreffenden Bilder in gewissem Ausmaß groß ist. Dies erfordert daher eine große Trennung zwischen den optischen Achsen der betreffenden linsen, und demgemäß ergeben sich Toträume zwischen Öffnungen, wenn der Durchmesser der Öffnungen der Linsen kleiner als der Abstand zwischen den optischen Achsen ist.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindungbesteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schafen, mit welchem ein dreidimensionales Bild großer Schärfe und '0tiedergabetreue exhalten werden kann, indem ein Verfahren ähnlich dem Holocorder-Hologramm-Verfahren, kombiniert mit dem Bildhologramm-Verfahren verwendet wird.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, mit welchem ein dreidimensionales Bild großer Wiedergabetreue über Bildinformationen erhalten wird, die mittels einer vergleichaweise kleinen Anzahl von Betrachtungspunkten aufgezeichnet sind, wenn ein dreidimensionales Bild eines Gegenstandes oder Objekts unter Verwendung der Charakteristiken eines Bildhologramms aufgezeichnet wird0 Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, bei welchem eine von einer vergleichsweise kleinen Anzahl von Blickpunkten betrachtete Szene als ein ebenes Bild wiederprojiziert und das Bild auf einem lichtempfindlichen Material als Bildhologramm aufgezeichnet wird, wobei die Bildhologramme von verschiedenen Szenen von unterschiedlichen Blickpunkten auf dem lichtempfindlichen Material übereinandergelagert und mittels inkohärenten Bichts- reproduziert werden, um ein dreidimensionales Bild hoher Qualität ohne Sprenkelmuster zu erhalten0 Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu- schaffen, bei welchem Bildinformationen, die von verschiedenen Betrachtungspunkten erhalten sind, als farbgetrennte Bilder oder getrennte Farbbilder aufgezeichnet werden und Informationen bezüglich der getrennten Farbbilder in kohärenter Uberlagerung auf einem Blatt, Bogen od. dgl. aus lichtempfindlichem Material als Mehrb ildhologramm aufgezeichnet werden, wonach die betreffenden Informationen bezüglich der getrennten Farbbilder auf diesem lichtempfindlichen Material für die betreffenden Farben in nicht-kohärenter Überlagerung aufgezeichnet werden, um ein dreidimensionales Farbbild zu erhalten.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, bei welchem Bildinformationen von verschiedenen Betrachtungspunkten auf einem Farbfilm aufgezeichnet und in inkohärenter Weise als Mehrbildhologramm mittels Laserlicht mehrerer Wellenlängen überlagert werden, um ein dreidimensionales Farbbild zu erhalten.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, bei welchem ein sich bewegender Gegenstand oder ein sich bewegendes Objekt dreidimensional wiedergegeben wird, indem eine Bildinformation eines sich bewegenden Objektes mittels einer Anzahl photographischer Linsen aufgenommen wird, die so angeordnet sind, daß sie das Objekt von verschiedenen Blickpunkten aus gleichzeitig betrachten.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, bei welchem ein in der Vorstellung vorhandenes Objekt zu einem dreidimensionalen Farbbild gemacht werden kann, und zwar durch Verwendung einer Darstellungavorrichtung des Ausgangs eines elektronischen Rechners in Zusammenarbeit damit und durch Verwendung eines Verschlusses, der für eine Anzahl angeordneter photographischer Linsen aufeinanderfolgend betätigt wird, oder durch Verwendung eines aus einer photographischen Linse und einer bewegbaren Maske zusammengesetzten Aufbaus Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bildwiedergabeverfahren zu schaffen, bei welchem Toträume, die zum Zeitpunkt der Wiedergabe des Bildes zufolge von Zwischenräumen erscheinen, welche zwischen der Mehrzahl von für die Aufzeichnung der Bilder verwendeten Linsen vorhanden sind, vermieden sind, so daß das wiedergegebene Bild bequem beobachtet werden kann.
Damit die oben genannten Zewcke der Erfindung erreicht werden können, ist es wesentlich, daß die Bildschärfe der für die verschiedenen Betrachtungspunkte aufgezeichneten Bilder hoch ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher anstelle der üblichen Facettenaugenlinse eine Linsenanordnung verwendet, die aus einer Mehrzahl von Einheiten zusammengesetzter Linsen besteht, die eine ebenso hohe Leistung wie eine phototgraphische Linse haben, und die dadurch gebildeten Toträume werden durch Verwendung einer ausgedehnten Bezugslichtquelle oder einer ausgedehnten Beleuchtungslichtquelle für die Bildwiedergabe eliminiert. Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung die Wiedergabe von Bildern mittels inkohärenten Lichts durch Ausnutzung der Charakteristiken eines Bildhologramms ermöglicht.
Grob gesagt schafft die vorliegende Erfindung ein Bildwiedergabeverfahren, welches die drei nachstehend erläuterten Stufen -umfaßt0 In der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung werden Bildinformationen, die von einer Anzahl von verschiedenen Blickpunkten erhalten sind, auf einem Blatt, Bogen od. dgl. aus lichtempfindlichem Material aufgezeichnet, ähnlich wie bei der Integralphotographie. Das optisuche System, welches in dieser ersten Stufe verwendet wird, ist jedoch keine Facettenaugenlinse, sondern eine Linsenanordnung, die aus einer Anzahl von zusammengesetzten Linsen besteht, die in einer Matrix angeordnet sind und hohe Leistung haben, wobei die Aberration genügend korrigiert ist. In der zweiten Stufe des Verfahrens werden die mittels einer Anzahl von Linsen erhaltenen Bilder zu einem Bildhologramm umgewandelt. In der dritten Stufe wird ein reproduziert es Bild durch Verwendung von Weißlichtbeleuchtung erhalten, und dann kann ein Bild von bemerkenswert hoher Qualität dreidimensional ohne Toträume zwischen den Öffnungen wiedergegeben werden.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Tot räume zwischen den Linsen vermieden sind, und zwar durch Verwendung von Bezugslicht in der zweiten Stufe, welches von einer ausgedehnten Lichtquelle ausgedehnten Lichtquelle ausgesendet wird, um die Bilder in ein Bildhologramm umzuwandeln, und durch Verwendung von Beleuchtungslicht in der dritten Stufe, welches von einer Punktlichtquelle oder einer ausgedehnten Lichtquelle ausgesendet wird, oder durch Verwendung von Bezugslicht, welches von einer unktlichtqueIle ausg es endet wird, um des Bild in ein Bildhologramm umzuwandeln, und durch Verwendung von Beleuchtungslicht, welches von einer ausgedehaten Lichtquelle ausgesendet wird.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: 1. Es kann ein dreidimensionales Bild geschaffen werden, welches eine viel größere Schärfe als die Bilder hat, die mittels des iiblichen Integralphotographie-Verfahrens und des Holocorder-Hologramm-Verfahrens erhalten werden, und zwar zufolge des hohen Auflösungsvermögens der verwendeten Linsen.
2. Das reproduzierte oder wiedergegebene Bild kann von irgendeiner Stelle in dem Bereich des Beobachtungsfensters beobachtet werden, weil kein toter Raum vorhanden ist 3. Es kann ein farbiges dreidimensionales Bild mittels Weißlichtquellen, die mit.Filtern ko.mbiniert sind, wiedergegeben werden.
4. Es kann ein dreidimensionales Bild großer Schärfe ohne Sprenkelmuster erhalten werden, wie es sich ergibt, wenn kohärentes Licht, wie Laserlicht, für die Beleuchtung verwendet wird.
5. Es kann ein Bild wiedergegeben werden, welches Farben wie das Original aufweist, selbst wenn zur Zeit des Aufzeichnens nur eine Art kohärenten Lichts verwendet wird.
6. Die Farbbalance des wiedergegebenen Bildes kann nach Wunsch geändert werden, z.B. durch richtige Auswahl gewisser Primärfarben.
7. Es kann ein helles Wiedergabebild erhalten werden, da für die Wiedergabe des Bildes weißes Licht verwendet wird, und weiterhin kann eine scharfe Bildwiedergabe auf Grund der Charakteristiken des Bildhologramms erhalten werden.
8. Es kann bequem eine dreidimensionale Bildwiedergabe eines vorgestellten Objektes erhalten werden.
9. Es kann eine dreidimensionale Wiedergabe eines sich bewegenden Objektes erhalten werden.
Nachstehend wird eine Einzelheiten enthaltene Erläuterung des Verfahrens zum Beseitigen von Tot räumen zwischen Öffnungen in der Nähe der ursprünglichen Stellung der Linsenanordnung zum Zeitpunkt der Wiedergabe des Hologramms in der dritten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung sowie eine nähere Beschreibung der Verf1irensschritte der Erfindung anhand der Zeichnung gegeben.
Figo 1 ist eine schematische Draufsicht der das Hologramm bildenden Einrichtung, wobei eine Punktlichtquelle als Objekt und eine ausgedehnte Lichtquelle für das Bezugslicht verwendet wird.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche das Prinzip des Verfahrens zum Beseitigen des Totraumes an einer Stelle in der Nähe der ursprünglichen Stellung der Linsenanordnung zum Zeitpunkt der Wiedergabe des Bildes in der dritten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung veranschaulicht0 Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Matrixanordnung einer Anzahl von Punktlichtquellen.
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht eines optischen Systems zum Aufzeichnen eines zweidimensionalen Bildes als Bildhologramm.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines optischen Systems zur Wiedergabe des Bildhologramms, welches mit dem optischen System gemäß Fig. 4 erzeugt worden ist.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der ersten Stufe einer ersten Ausführungsformdes Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der zweiten Stufe der ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der dritten Stufe der ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der ersten Stufe einer zweiten Ausftüirungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei welcher ein dreidimensionales Farbbild mittels Farbbildinformationen erzeugt wird, die nach der Dreifarbentrennmethode auf schwarzen und weißen lichtempfindlichen Materialien aufgezeichnet sind.
Fig.1O ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der zweiten Stufe der zweiten Ausfuhrungsfosm des Verfahrens gemäß der Erfindung..
Fig.11 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der darin ten Stufe der zweiten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 12 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der ersten Stufe einer dritten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei welcher ein dreidimensionales Farbbild mittels Farbbildinformationen erzeugt wird, die auf einem farbigen lichtempfindlichen Material aufgezeichnet sind.
Fig.13 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der zweiten Stufe der dritten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig.14 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der dritten Stufe der dritten Ausführungsform des Verfahrens gemaß der Erf mdltng.
Fig.15 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der ersten Stufe einer vierten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei welcher ein imaginäres Bild in dreidimensionaler Weise erzeugt wird.
Fig,76 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung der ersten Stufe einer fünften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, bei welcher ein imaginäres Bild in dreidimensionaler Weise erzeugt wird.
Zunächst wird anhand von Fig. 1 ein Verfahren zum Beseitigen des genannten Totraumes beschrieben, wobei eine Punktlichtquelle als Objekt und eine ausgedehnte Lichtquelle als Bezugslicht verwendet wird. Mit 1 ist ein lichtempfindliches Material für Holographie bezeichnet, mit 2 ist eine Punktlichtquelle bezeichnet, die als wiederzugebende.s Objekt benutzt wird, und mit 3 ist eine ausgedehnte Lichtquelle bezeichnet, die als Bezugslicht verwendet wird und einen Mittelpunkt 3' hat. Es ist bekannt, daß ein reelles Bild der Punktlichtquelle 2 dadurch wiedergegeben werden kann, daß ein Hologramm, welches mittels der Anordnung gemäß Fig. 1 auf dem licht empfindlichen Holographiematerial 1 aufgezeichnet ist, an der gleichen Stelle wie zum Zeitpunkt der Aufzeichnung angeordnet und das Hologramm mit kohärentem Licht beleuchtet wird, welches eine Wellenfront hat, die mit dem Bezugslicht konjugiert ist.
Fig. 2 veranschaulicht das Prinzip des Verfahrens der Eliminierung des Totraums zwischen Öffnungen an der Stelle in der Nähe der ursprünglichen Linsenanordnung zum Zeitpunkt der Wiedergabe eines dreidimensionalen Bildes in der dritten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung.
In Fig, 2 ist mit 1' ein mittels der Anordnung gemäß Fig. 1 erzeugtes Hologramm bezeichnet. Die Bezugszeichen 2' und 3" zeigen jeweils die Stellungen, die den Stellungen 2 und 3' in Fig. 1 entsprechen. Mit 4 ist Laserlicht für die Beleuchtung bezeichnet.
Aus einer Pormel zur Holographiebilderzeugung ergibt sich, daß ein reelles Bild, welches der ausgedehnten Verteilung oder Flächenverteilung der Bezugslaserlichtquelle analog ist, an einer Objektstelle 2' erzeugt wird, wenn das mittels der Anordnung gemäß Fig. 1 erzeugte Hologramm 1' mit Laserlicht 4 angestrahlt wird, das gegen den Punkt 3'' konzentriert ist, wie es in Fig; 2 dargestellt ist.
Allgemein gilt, daß, wenn ein Hologramm 1', welches mittels der Anordnung gemäß Fig. 1 und mittels einer Bezugslichtquelle, die irgendeine ausgedehnte Verteilung hat, deren Gestalt gemaß Sig. 1 beispielsweise rechteckig ist, mit einem auf die Stelle 5' gemäß Fig. 2 konzentrierten Lichtbündel beleuchtet wird, ein reelles Bild erzeugt wird.
welches der Flächenverteilung der Bezugslichtquelle um den Objektpunkt 2' analog ist. Weiterhin wird, wenn das Hologramm mit einem Lichtbündel beleuchtet wird, das mit irgendeiner ausgedehnten Verteilung oder Plächenverteilung um die Stelle 5 " für die Wiedergabe konzentriert iat, ein reelles Bild erzeugt, welches die convolutierte Verteilung der ausgedehnten Verteilung der Bezugslichtquelle und die ausgedehnte Verteilung des Reproduktionslichtes aufweist.
Wenn ein Hologramm unter Verwendung einer Punktlichtquelle als Bezugslicht gemäß Fig. 1 erzeugt wird und ein solches Lichtbündel, welches ein rechteckiges Bild um die Stelle 3" erzeugen kann, als Beleuchtungslicht für die Wiedergabe gemäß Fi. 2 verwendet wird. wird ein rechteckiges reelles Bild, das der

Terteilung ieleuchtungslichtes

analog ist, um den Objektpunkt 2' erzeugt Es sei nunmehr angenommen, daß anstelle der Punktlichtquelle 2 als Objekt gemäß Fig. 1 eine Punktlichtquellena-nordnung, diLPukktquellen, welche seitlich oder waagerecht in gleichen Abständen a angeordnet sind, und m Punkt quellen, welche senkrecht in gleichen Abständen b angeordnet sind, aufweist, verwendet wird und daß diese Punktquellenanordnung holographisch auf einem lichtempfindlichen Material 4 unter Verwendung von Bezugslicht aufgezeichnet wird, welches von einer ausgedehnten Lichtquelle 3 ausgesendet wird, die eine rechteckige Verteilung um den Punkt 3' hat, welche einem Rechteck mit der Grundlinie a und der Höhe b ähnlich ist. In diesem Fall wird eine rechteckige Bildwiedergabe mit der Grundseite und der Höhe mb erhalten, wenn das dadurch aufgezeichnete photographisch behandelte Hologramm genau an der ursprünglichen Stelle mit Bezug auf die Bezagslichtquelle 3 angeordnet und mit kohärentem Licht beleuchtet wird, das auf den Punkt 3'' konzentriert ist. In dieser Wiedergabe entsprechen die betreffenden Rechteckverteilungen den betreffenden Punktquellen der Lichtquellenanordnung, und demzufolge werden die kleinen Verteilungen zu einer großen Verteilung der Wiedergabe gesammelt. In dieser Wiedergabestufe kann eine ausgedehnte Lichtquelle oder Flächenlichtquelle als Wiedergabelichtquelle verwendet werden. In einem Fall, in welchem die Anordnung der Punktlichtquellen von der in Fig. 3 dargestellten Anordnung verschieden ist, sollte die Flächenverteilung für Lichtquellen für das Bezugslicht in Übereinstimmung mit der Anordnung der Punktlichtquellen so geändert werden, daß eine große Verteilung des Wiedergabebildes erhalten wird.
nunmehr sei ein Fall betrachtet, in welchem eine Punktlichtquelle, die eine zweidimensionale Bildinformation einschließt, als Objekt gemäßig. 1 verwendet wird. Das zweidimensionale Bild wird als Bildhologramm auf einem lichtempfindlichen Material 1 für Holographie aufgezeichnet.
Zunächst wird die Arbeitsweise.zum Erzeugen des Bildhologrammseines ebenen Bildes anhand von Fig. 4 erläutert. In Fig. 4 bezeichnet 5 ein zweidimensionales Bild, 6 eine zerstreuende Platte, 7 eine Projektionslinse, 8 ein lichtempfindliches Material für Holographie, 9 Laserlicht zur Beleuchtung, 10 Laserlicht für Bezugslicht und 11 die Stelle eines Punktes, auf den das Bezugslaserlicht konzentriert ist.
Die zerstreuende Platte 6, die hinter dem zweidimensionalen Bild 5 angeordnet ist, wird mit dem Beleuchtungslaserlicht 9 bestrahlt, das lichtempfindlche Material 8 für Holographie wird an einer Brennpunktstelle der Projektionslinse 7 angeordnet, um das zweidimensionale Bild 5 zu projizieren, und das Bildhologramm des zweidimensionalen Bildes wird auf dem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet, indem ein Objekt licht (die Irisblende der Linse kann als Objekt angesehen werden), welches die Bildinformation enthält, die mit dem Bezugslicht 10 interferiert, auf den Punkt 11 konzentriert wird.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung für die Wiedergabe von Bildern von dem Bildhologramm, welches auf dem lichtempfindlichen Material 8 für Holographie aufgezeichnet ist. Mit 12 ist ein Bildhologramm bezeichnet, welches durch photographisches Behandeln des lichtempfindlichen Materials 8 für Holographie hergestellt ist. Mit 13 ist eine Stelle bezeichnet, von welcher das'weiße Licht ausgesendet wird. Die Linien 14 und 14' deuten das von dem Hologramm ausgehende gebeugte Licht an. Mit 15 ist ein reelles Bild der Projektionslinse bezeichnet, und mit 16 und 17 sind die Orte von Betrachtung spunkten bezeichnet, wobei der Betrachtungspunkt .16 ein Punkt ist, von welchem aus das wiedergegebene Bild beobachtet werden kann, während der Betrachtungspunkt 17 ein Punkt ist, von welchem aus das Bild nicht beobachtet werden kann. Wenn das Bildhologramm 12 mit von der Stelle 13 ausgesendetem weißen Licht beleuchtet wird, liefert das von dem Hologramm 12 gebeugte Licht 14, 14' ein reelles Bild 15 der Projektionslinse 7. Von dem in der Linsenöffnung liegenden Betrachtungspunkt 16 aus kann das gesamte zweidimensionales Bild beobachtet werden. Von dem außerhalb der Linsenöffnung liegenden Betrachtungspunkt 17 aus kann jedoch das zweidimensionale Bild als das reproduzierte Bild nicht gesehen werden.
Wenn nunmehr angenommen wird, daß eine Anzahl von zweidimensionalen Bildern als Objekt verwendet und eine entsprechende Projektionslinsengruppe benutzt wird, um das Bild des Objektes zu projizieren, dann werden reelle Bild der der Anzahl von Linsenöffnungen durch Beleuchten eines Bildhologramms, das mittels eines optischen Systems ähnlich demjenigen gemäß Fig. 4 aufgezeichnet ist, durch Verwendung eines optischen Systems gemäß Fig. 5 reproduziert, und das zweidimensionale Bild, welches dem von einer Linse projizierten Bild entspricht, kann von dem Betrachungspunkt aus in einem reellen Bild von Linsenöffnungen betrachtet werden. Jedoch kann von den Betrachungspunkten aus, die in den Zwischenräumen zwischen den Linsenöffnungen liegen, wo das gebeugte Licht nicht empfangen wird, das zweidimensionale Bild nicht gesehen werden. In anderen Worten ausgedrückt, in diesem Fall werden Toträume gebildet. Wenn jedoch eine Lichtquelle mit ausgedehnter Verteilung entsprechend der Gestalt der Linsenöffnungen vorgesehen wird und die Linsenanordnung als Bezugslichtquelle verwendet wird, dann werden die erellen Bilder der betreffenden Linsenöffnungen der Linsenanordnung in reellen Bilder von der richtigen Gestalt (beispielsweise rechteckig) und der richtigen Größe umgewandelt, und die Toträume können .in Übereinstimmung mit dem gleichen Prinzip wie dem Prinzip des oben beschriebenen Verfahrens eliminiert werden, bei welchem das reproduzierte Bild der Linsenanordnung von Punktlichtquellen zu einer ebenen Verteilung des reproduzierten Bildes umgewandelt wird. Demgemäß wird es möglich, wenigstens eines der zweidimensionalen Bilder in einem gewissen Bereich (welcher der Linsenanordnungs fläche entspricht, die zum Zeitpunkt des Aufzeichnens der zweidimensionalen Bilder verwendet wird) zu sehen, und zwar unabhängig von der Lage des Betrachungspunktes.
Aus vorstehender Beschreibung des Prinzips des Verfahrens zum Beseitigen von Toträumeist ersichtlich oder naheliegend, daß die Tot räume zwischen den Linsenöffnungen beseitigt werden können, wenn eine ausgedehnte Lichtquelle als Beleuchtungsquelle für die Reproduktion verwendet wird.
In diesem Pall kann das Bezugslicht von einer Punktlichtquelle oder einer ausgedehnten Lichtquelle ausgesendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es muglich, eine Unterteilung in die nachstehend erläuterten fünf Arten des Verfahrens zum Erzeugen von Bildern vorzunehmen. In anderen Worten ausgedrückt, es gibt fünf typische Ausführungsformen des Verfahrens zum Wiedergeben dreidimensionaler Bilder gemäß der Erfindung. Die fünf Ausführungsformen der Erfindung werden zuerst summarisch erläutert und da unter Bezugnahme äuf die Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Bei der ersten Ausführungsform wird eine Linsenanordnung hergestellt, die aus Linsen besteht, welche eine ebenso hohe Leistung wie photographische Linsen haben, und Bildinformationen, die von BetracIngspunkten entsprechend den Mitten der betreffenden Linsenöffnungen erhalten sind, werden durch die Linsenanordnung hindurch in einer ersten Stufe auf ein lichtempfindliches Material aufgezeichnet.
Das lichtempfindliche Material, welches photographisch behandelt ist, um ein positives Bild zu erhalten, wird an der gleichen Stelle relativ zu der Linsenanordnung wie be der Aufzeichnung angeordnet und von hinten mit kohärentem Licht angestrahlt, um die Bildinformationen für die versohiedenen Betrachtungspunkte auf eine Brennebene vor der Linsenanordnung zu projizieren, wo ein lichtempfindlichesMaterial für Holographie angeordnet ist, um ein Bildhologramm im Zusammenwirken mit Bezugs licht herzustellen, das mit dem Beleuchtungslicht kohärent ist, welches von Lichtquellen ausgesendet wird, die eine ausgedehnte Ver teilung entsprechend der Linsenanordnung haben. Dies stellt die zweite Stufe dar. In der dritten Stufe wird das Hologramm von einer inkohärenten Punktlichtquelle oder einer ausgedehnten inkohärenten Lichtauelle beleuchtet, um die Bildinformationen, die son den

betref4en tetrachtungspunk-

ten in dem gleichen Raum wie demjenigen in dem die ursprünliche Linsenanordnung vorhanden war, gesehen werden, mit hoher Wiedergabetreue und ohne Tot räume zwischen den Linsenöffnungen zu reproduzieren, wodurch ein dreidimensionales Bild wiedergegeben wird.
3ei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird eine Linsenanordnung hergestellt, die eine ebenso hohe Leistung wie eine photographische Linse hat, ;und mittels dieser Linsenanordnung werden farbgetrennte Bilder oder getrennte Farbbilder des von einer Anzahl von 3etrachtungspunkten entsprechend den Mitten der betreffenden Linsenöffnungen der Linsenanordnung betrachteten Objektes auf eine Mehrzahl von schwarzen und weißen licht empfindlichen Materialien in einer ersten Stufe aufgezeichnet. In einer zweiten Stufe wird eines der photographisch zu einem positiven Bild behandelten lichtempfindlichen Materialien an der gleichen Stelle relativ zu der Linsenanordnung wie bei der Auf zeichnung angeordnet und von hinten mit koharentem Licht angestrahlt, um die Bildinformationen der verschiedenen Betrachtungspunkte auf eine Brennebene vor der Linsenanordnung zu proåizieren wo ein lichtempfindliches Material für Holographie angeordnet ist, um ein Bildhologramm im Zusammenwirken mit Bezugs licht herzustellen, das mit dem Beleuchtungslicht kohärent ist, welches von Lichtquellen ausgesendet wird, die alne ausgedehate Verteilung entsprechend der Linsenanordnung haben. Perner werden andere positive Bilder verschiedener Parben aufeinanderfolgend an der Stelle angeordnet, an der das positive Bild angeordnet war, und die Bildhologramme von diesen Bildern werden auf dem lichtempfindlichen Material für Holographie unter Änderung des Einfallswinke3Sdes Bezugslichtes überlagert. Schließlich wird in der dritten Stufe das Bildhologramm mittels einer Mehrzahl von Lichtquellen aus ver-.
schiedenen Richtungen durch eine Mehrzahl von Farbfiltein hindurch beleuchtet, wobei die Lichtquellen inkohärente Punktlichtquellen oder ausgedehnte' Licht quellen sind, um ein dreidimensionales Parbbild hoher Wiedergabetreue zu erhalten, welches von verschiedenen Betrachtungspunkten aus ohne Tot räume zwischen den Linsenöffnungen an einer Stelle entsprechend der ursprünglichen Linsenanordnung sichtbar ist.
Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung wird eine Linsenanordnung mit einer ebenso hohen Leistung wie eine photographische Linse hergestellt, und mittels dieser Linsenanordnung wird eine Anzahl von Bildinformationen des von einer Anzahl von Betrachtungspunkten aus gesehenen Objektes in einer ersten Stufe auf einem farblichtempSindlichen Material aufgezeichnet. In einer zweiten Stufe wird das lichtempfindliche Material, welches photographisch zu einem Positiv behandelt ist, an der gleichen Stelle relativ zu der Linsenanordnung wie zum Zeitpunkt der Aufzeichnung angeordnet und von hinten mit kohärentem Licht angestrahlt, welches eine Anzahl von Wellenlängenkomponenten hat, um die Bildinformationen der verschiedenen Betrachtungspunkte auf eine Brennebene vor der Linsenanordnung zu projizieren, wo ein lichtempfindliches Material für Holographie angeordnet ist, um auf ihm verschiedene Arten von farbgetrennten Bildern als Bildhologramm aufzuzeichnen, wobei die Bilder im Zusammenwirken mit einer Mehrzahl von kohärenten Bezugslichtern überlagert sind, die verschiedene Wellenlängen haben und von Lichtquellen ausgesendet werden, die eine ausgehende Verteilung entsprechend der Linsenanordnung haben, wobei das Licht aus verschiedenen Richtungen auf das Hologramm auftrifft. Schließlich wird in einer dritten Stufe das Bildhologramm mittels einer Mehrzahl von Lichtquellen angestrahlt, die aus Farbfiltern und inkohärenten Punktlichtquellen oder Flächenlichtquellen bestehen, wobei das Licht aus verschiedenen Richtungen kommt, um ein dreidimensionales Farbbild mit hoher Wiedergabetreue zu erhalten, welches von verschiedenen Betrachtungspunkten aus sichtbar ist und keinen Totraum zwischen Öffnungen an einer Stelle entsprechend der ursprünglichen Linsenanordnung aufweist.
Bei der vierten Ausführungsform der Erfindung wird in der ersten Stufe eine Anzahl vorgestellter Bilder von verschiedenen Betrachtungspunkten, welche Bildern entsprechen, die von den betreffenden Linsenöffnungen in der Linsenanordnung aus gesehen werden, an einer Darstellungseinrichtung für die Darstellung des Ausgangs eines elektrischen Rechners erzeugt und auf einem licht empfindlichen Material auf gezeichnet, welches hinter einer Linsenanordnung angeordnet ist, die vor der Darstellungseinrichtung angeordnet ist, um die Bilder in der Darstellungseinrichtung auf das lichtempfindliche Material nacheinander durch Öffnen des Verschlusses zu fokussieren. Die zweite Stufe und die dritte Stufe, welche die gleichen wie bei der ersten, der zweiten und der dritten AusführunQaform sind, werden druchgeführt, um ein dreidimensionales Bild ind der Vorstellung zu erhalten.
Bei der fünften Ausführungsform der Erfindung wird in der ersten Stufe eine Anzahl imaginärer Bilder verschiedener Betrachtungspunkte, welche Bildern entsprechen, die von den betreffenden Linsenöffnungen in der Linsenanordnung gesehen werden, an einer Darstellungsvorrichtung für due Darstellung des Ausgangs eines elektronischen Rechners erzeugt und auf. einem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet, das hinter einer lichtauffangenden Maske angeordnet ist, die vor der Darstellungsvorrichtung zusammen mit einer Linse und einem Verschluß bewegbar angeordnet ist. Die zweite Stuße.und die dritte Stufe, welche die gleichen wie bei der ersten, der zweiten und der dritten Ausführungsform der Erfindung sind, werden durchgeführt, um ein dreidimensionales imaginäres Bild zu erhalten0 Nachstehend werden die verschiednen Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Erste Ausführungsform Die erste Ausführungsform der Erfindung betrifft ein allgemeines Verfahren zur Wiedergabe eines dreidimensionalen Bildes, wie dies an Hand von Fig. 6 bis 8 beschrieben wird.
Fig. 6 zeigt ein in der ersten Stufe der Erfindung verwendetes optisches System zum Aufzeichnen einer Anzahl von Bildern, die verschiedene Betrachtungspunkte haben.
Mit 18 ist eine Linsenanordnung, mit 19 ein lichtempfindliches Material und mit 20 ein aufzuzeichnendes und wiederzugebendes Objekt bezeichnet. Die Linsenanordnung 18 besteht aus einer Anzahl von Linsen, die in einer Matrix angeordnet sinds wobei e Linsen in Intervallen a waP.ge recht und m Lins.en in Intervallen b senkrecht angeordnet sind.
Mittels dieser Linsenanordnung 18 werden Informationen des Objektes 20, das von Betrachtungspunkten gesehen wird, die den Linsenöffnungsstellen der betreffenden Linsen der Linsenanordnung 18 entsprechen, auf dem lichtemfindlichen Material 19 aufgezeichnet9 Fig. 7 zeigt ein in der zweiten Stufe der Erfindung verwendetes optisches System zum Aufzeichnen einer Anzahl von Bildern verschiedener Betrachtungspun3fte als Bildhologramm. Mit 21 ist ein positives Bild bezeichnet, welches durch Umkehrung des in der ersten Stufe aufgezeichneten Bildes erhalten ist Cfalls in der ersten Stufe ein positiv arbeitendes, lichtempfindliches Material zur Herstellung eines positiven Bildes verwendet wird, kann der Vorgang der Umkehrung des mildes weggelassen werden). Mit 22 ist eine Linsanordnung bezeichnet, welche die gleiche Leistung wie die in der ersten Stufe verwendete Linsenanordnung aufweist. Mit 23 ist eine zerstreuende Platte, mit 24 ein Beleuchtungslaserlicht, mit 25 ein Bezugslaserlicht, mit 26 ein lichtempfindlichkeit Material für Holographie und mit 27 eine Verteilung bezeichnet, die von dem Bezugslaserlicht 25 .eDildet i2t und eine eindeutige Größe hat, die durch das Verhältnis der Länge b zur Breite a bestimmt ist.
Wenn das positive 3iid 21 in zug auf die Linsenanordnung 22 an der gleichen Stelle wie zum Zeitpunkt der Auf zeichnung angeordnet wird und die hinter dem positiven Bild 21 befindliche zerstreuende Platts 23 mit dem Beleuchtungslaserlicht 24 angestrahlt wird, werden die Bildinformationen von verschiedenen Betrachtungspunkte auf eine Brennebene vor der Linsenanordnung projiziert, nachdem sie durch die Linsenanordnung 22 hindurchgegangen sind. An der Stelle der Brennebene st das lichtempfindliche Material 26 angeordnet, und auf ihm wird ein bildhalogramm dadurch erzeugt, daß die übereinandergelagerten Bildinformationen, welche die Betrachtungspunktanzahl (t. m) von Bildern enthalten, die zweidimensional überlagert sind, zur Interferenz mit dem kohärenten Bezugalaserlicht 25 gebracht werden, welches auf die Verteilung 27 konzentriert ist, Fig. 8 zeigt ein in der dritten Stufe der ersten Ausführungsform verwendetes optisches System zum Beobachten eines dreidimensionalen Bildes ohne Totraum. Mit 28 ist ein in der zweiten Stufe erhaltenes Bildhologramm, mit 29 eine weißes Licht lief erde Beleuchtungspunktlichtquelle oder eine Weißlichtquelle mit einer richtig ausgedehnten Verteilung und mit 30 ein reelles »rld der Linsenanordnung 22 bezeichnet.
Wenn das Bildhologramm 28 mit weißem Licht der Quelle 29 beleuchtet wird, die an der relativ gleichen Stelle wie die konzentrierende Verteilung 27 des Bezugslaserlichtes 25 zum Zeitpunkt der Aufzeichnung angeordnet ist, dann wird eine rechteckige Verteilung (die eine Größe von a.b hat) an der Stelle des reellen Bildes 30 jeder Linsenöffnung der Linsenanordnung 22 wiedergegeben. Demgemäß kann, wenn das Hologramm von einer Stelle in der Nähe des reellen Bildes 30 beobacht wird, ein dreidimensionales Bild ohne Tot raum in dem Bereich eines rechteckigen Raumes von der Größet a.mb gesehen werden und wenn der Betrachter sich bewegt, kann das dreidimensionale 3ild von einem anderen Betrachtungspunkt aus gesehen werden, und zwar gemäß der Bewegung des Blickpunktes des Betrachters.
Zweite Ausführungsform Die zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Farbbildes, gemäß welchem eine Anzahl Bilder eines Objektes von verschiedenen Betrachtungspunkten farbgetrennt auf einem licht empfindlichen Schwarz-Weiß-Material aufgezeichnet una in ein Bildhologramm umgewandelt wird, das übereinandergelagerte Hologramme aufweist, und zwar durch Verwendung eines monochromatischen Laserlichtes, wonach das Bildhologramm mittels einer Lichtquelle beleuchtet wird die aus einer Komination einer weißes -Liebt liefernden Lichtquelle und einem Filter besteht Fig. 9 zeigt ein in der ersten Stufe der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendetes optisches System zum Aufzeichnen einer Anzahl Bilder von verschiedenen Betrachtungspunkten. Mit 31 ist eine Linsenanordnung bezeichnet, die Linsen, welche in Intervallen a waagerecht angeordnet sind, und m Linsen, welche in Intervallen b senkrecht angeordnet sind, umfaßt und eine ebenso hohe Leistung wie die photochrphische Linse hat. Mit 32 ist ein lichtempfindliches Schwarz-Weiß-Material, mit 33 ein Farbfilter und mit 34 ein aufzuzeichnendes und zu reproduzierendes Objekt bezeichnet0 Bei dieser Ausführung wird das Farbfilter 33 von Rot zu Blau und Grün geändert, und das lichtempfindliche Material 32 wird ebenfalls entsprechend der Filteränderung geändert, um getrennte Farbbilder des Objektes 34 aufzuzeichnen, welches von Betrachtungspuni.ten gesehen wird, die den betreffenden Linsen der Linsenanordnung 31 entsprechen0 Fig. 10 zeigt ein optisches System zum Aufzeichnen des in der zweiten Stufe der zweiten Ausführungsform er haltenen Bildes als Bildhologramm wobei mit 35, 35' und 35'' die positiven Bilder bezeichnet sind, die von den Bildern der verschiedenen Betrachtungspunkte hergestellt sind, welche durch das Rot-, Blau- und Grünfilter hindurch in der ersten Stufe aufgezeichnet sind. Mit 36 ist eine Linsenanordnung bezeichnet, welche die gleiche Leistung wie die zur Auf zeichnung des Objektes in der ersten Stufe verwendete Linsenanordnung aufweist. Mit 37 ist eine zerstreuende Platte mit 38 ein Beleuchtungslaserlicht und mit 39 ein lichtempfindliches Material für Holographie bezeichnete Mit 40, 40' und 40" sind Bezugslaserlichter bezeichnetm wobei in Fig. 10 das Laserlicht 40' von der Vorderseite zur Rückseite des Zeichnungsblattes verläuft. Mit 41 bzw. 41 ' und 41 " sind die Konzentrationsstellen der Bezugslaserlichter 40, 40' und 40' t bezeichnet, die eine ausgedehnte Verteilung haben, welche durch einen rechteckigen Raum von dem Verhältnis der Länge b zur Breite a bestimmt ist.
Das eine positive Bild 35 der in der ersten Stufe erhaltenden positiven Bilder der verschiedenen Betrachtungspunkte wird an der gleichen Stelle wie zum Zeitpunkt; der Aufzeichnung in Bezug auf die Linsenanordnung 36 angeordnet, und die hinter dem Bild angeordnete zerstreuende Platte 37 wird mit den Beleuchtungslaserlicht 38 bestrahlt. Dann werden die Informationen in dem positiven Bild 35 für verschiedene Betrachtungspunkte durch die Linsenanordnung 36 hindurch auf eine Brennebene projiziert. In dieser Brennebene wird das lichtempfindliche Material 39 für Holographie angeordnet, um von ihm ein Bildhologramm zu erzeugen, indem'die überlagerten Bildinformationen welche die Betrachtungspunktanzahl (l. m) von zweidimensional überlagerten Bildern enthalten, zur Interferenz mit dem kohärenten Bezugslaserlicht 40 gebracht werden, welches gegen die Verteilung 41 konzentriert ist. Danach wird das Bild 35 aufeinanderfolgend in die Bilder 35' und 35'' geändert, und Bildhologramme werden aufeinanderfolgend mittels der Bezugslaserlichter 40', 40'', die gegen die Verteilungen 41' bzw. 41'' konzentriert sind, aufgezeachnet. Auf diese Weise werden drei Bildhologrammarten auf dem lichtempfindlichen Material 39 für Holographie überlagert.
Fig. 11 zeigt ein in der dritten Stufe der zweiten Ausführungsform verwendetes optisches System zum Beobachten eines dreidimensionalen Farbbildes ohne Totraum.
Mit 42, 43 und 44 sind weißes Licht liefernde Punktlichtquellen oder ausgedehnte Weißlichtquellen, mit 45, 46 und 47 ein Rot-, ein Blau- bzw. ein Grünfilter, mit 48 ein in der zweiten Stufe erhaltenes Bildhologramm und mit 49 die Stelle des reellen Bildes der Linsenanordnung bezeichnet, Die Lichtquellen 42, 43 und 44 mit dem Rotfilter 45, dem Blaufilter 46 und dem Grünfilter 47 werden an den im wesentlichen gleichen Stellen in Bezug auf das in der zweiten Stufe erhaltene Bildhologramm 48 wie die Verteilungen 41, 41' und 41'' des in der zweiten Stufe verwendeten Bezugslichts angeordnet, und das Bildhologramm 48 wird von den Lichtquellen 42, 43 und 44 durch die Farbfilter 45, 46, 47 hindurch beleuchtet, um die reellen Bilder der Linsenanordnungvon verschiedenen Farben, die an der Stelle 49 überlagert sind, zu reproduzieren. Da ausgedehnte Lichtquellen als Bezugslicht verwendet werden und die rechteckigen Verteilungen (von der Größe a.b) den betreffenden Linsen der Linsenanordnung entsprechen, kann von den Betrachtungspunkten bei 49 kein Totraum in dem dreidimensionalen Farbbild in dem Bereich von # a, mb gesehen werden. Die relative Lage der Weißlichtquellen zu dem Dildhologramm in der dritten Stufe wird wie folgt bestimmt: Es besteht eine Beziehung zwischen dem mittleren Einfallswinkel # des Bezugslaserlichtes (Wellenlänge #) zu dem Hologramm in der zweiten Stufe und dem Einfallswinkel ot des Reproduktionsbeleuchtungslichtes (Wellenlänge 1 ) zu dem Hologramm in der dritten Stufe wie folgt: sin #' = #/# sin # ----------- (1) Es ist hier angenommen, daß das Objektlicht auf die Oberfläche des Hologramms im wesentlichen unter einem rechten Winkel auftrifft und daß auch das gebeugte Licht im wesentlichen rechtwinklig auf die Oberfläche des Hologramm gerichtet ist. Damit die in der dritten Stufe reproduzierten reellen Bilder der Linsenanordnung mit der ursprünglichen Linsenanordnung zusammenfallen, ist es erforderlich, die Lage der Weißlichtquellen 42, 43 und 44 derart zu bestimmen, daß die vorstehende Gleichung (1) gemäß der Wellenlänge des von den Farbfiltern 45, 46 und 47 durchgelassenen Lichtes erfüllt wird.
Dritte Ausführungsform Die dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reproduzieren eines dreidimensionalen Farbbildes, gemäß welchem ein Dreifarben-Laserlicht in dem Vorgang der Umwandlung eines Bildes in ein Bildhologramm und ein farblichtempfindliches Material zur Aufnahme einer Anzahl Bilder von verschiedenen Betrachtungspunkten benutzt werden.
Fig. 12 zeigt in der ersten Stufe der dritten Aus-' führungsforn verwendetes optisches System zum Aufzeichnen einer Anzahl Bilder von verschiedenen Betrachtungspunkten.
Mit 50 ist eine Linsenanordnung bezeichnet, die # Linsen, welche in Intervallen a waagerecht, angeordnet sind, und m Linsen, welche in Intervallen b senkrecht angeordnet sind, umfaßt und eine ebenso hohe Leistung.wie die photographische Linse hat. Mit 51 ist ein farblichtempfindliches.Material und mit 52 ein auf zuzeichnendes und zu reproduzierendes Objekt bezeichnet.
Bei dieser Ausführung wird eine Anzahl Bilder des Objektes 52 von verschiedenen Betrachtungspunkten, die den Linsenöffnungen der Linsenanordnung 50 entsprechen, auf dem farblichtempfindlichen Material 51 aufgezeichnet.
Fig. 13 zeigt ein optisches System zum Umwandeln der in der ersten Stufe erhaltenen Farbbilder in ein Bildhologramm bei der zweiten und dritten Ausführungsform derErfindung. Mit 53 ist ein positives Bild bezeichnetf das aus dem farbempfindlichen Material 51 gemäß Fig. 12 her gestellt ist, und mit 54 ist eine Linsenanordnung bezeichnet, welche die gleiche Leistung wie die zur Aufnahme der Bilder des Objektes in der ersten Stufe verwendete Linsenanordnung hat. Mit 55 ist eine zerstreuende Platte, mit 56 ein Beleuchtungslaserlicht, welches rote, blaue und grüne Wellenlängenkompo*enten enthält, und mit 57 ein licht empfindliches Material für Holographie bezeichnet.
Mit 5S, 59 und 60 sind Bezugslaserlicht mit roten br.w blauen und grünen Komponenten bezeichnet, die mit den betreffenden Komponenten des Beleuchtungslaserlichtes kohärent sind. Mit 61, 62 und 63 sind die Konzentrationsstellen der Bezugslaserlichter 58 bzw. 59, 60 bezeichnet, die eine ausgedehnte Verteilung haben, welche von einem rechteckigen Raum mit dem Längenzu-Breiten-Verhältnis b/a bestimmt ist.
Das positive Farbbild 53 wird mit Bezug auf die Linsenanordnung 54 an der Stelle wie zum Zeitpunkt der Aufzeichnung angeordnet und mit dem Beleuchtungslaserlicht 56, welches rote, blaue und grüne Komponenten enthält, durch die zerstreuende Platte 55 hindurch bestrahlt, die hinter dem positiven Bild 53 angeordnet ist. Auf diese Weise werden die Bilder verschiedener Betrachtungspunkte auf eine vor der Linse liegende Brennebene projiziert, in welcher das lichtempfindliche Material 57 für Holographie angeordnet ist, auf-welchem drei Bildhologrammarten übereinandergelagert werden, indem die Blickpunktanzahl der Bilder (L.m), die zweidimensional überlagert sind, zur Interferenz gebracht werden mit den Bezugsla serlichtern 58, 59 und 60 mit roten bzw. blauen und grünen Komponenten, die gegen die bestimmten Verteilungen 61 bzw.
62 und 63 konzentriert sind.
Fig. 14 zeigt ein optisches System zum Beobachten eines dreidimensionalen Farbbildes ohne Tot raum in der dritten Stufe der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Mit 64, 65 und 66 sind weißes Licht liefernde Punktlichtquellen oder in richtiger Weise ausgedehnte Weißlichtquellen bezeichnet, mit 67, 68 und 69 sind ein rotes bzw. ein blaues und ein grünes Farbfilter bezeichnet, mit 70 ist ein in der zweiten Stufe erhaltenes Bildhologramm bezeichnet und mit 71 ist die Stelle des reellen Bildes der Linsenanordnung bezeichnet.
Die Weißlichtquellen 64, 65 und 66 mit den roten, blauen und grünen Farbfiltern 67 bzw. 68 und 69 sind an der gleichen Stelle relativ zu dem in der zweiten Stufe erhaltenen Bildhologramm 70 wie die in der zweiten Stufe verwendeten Bezugslaserlicht er-Konzentrationsverteilungen 61, 62 und 63 angeordnet. Das Bildhologramm 70 wird von den Weißlichtquellen 64, 65 und 66 durch die Farbfilter 67, 68 und 69 hindurch beleuchtet, um ein überlagertes Bild der drei reellen Farbbilder der Linsenanordnung an der Stelle 71 zu reproduzieren. Da als Bezugslichter ausgedehnte Lichtquellen verwendet werden und die rechteckigen Verteilungen (von der Größe a . b) den betreffenden Linsen der Linsenanordnung entsprechen, kann von den Betachtungspunkten bei 71 aus kein Totraum in dem dreidimensionalen Parbbild innerhalb des Bereiches Xa. mb gesehen werden.
Vierte Ausführusform Die vierte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe eines imaginären dreidimensionalen Bildes.
Fig. 15 zeigt ein optisches System zum Aufzeichnen von Bildern von verschiedenen Betrachtungspunkten in der ersten Stufe der vierten Ausführungsform. Mit 72 ist eine Linsenanordnung bezeichnet, die Linsen, welche in Intervallen a waagerecht angeordnet sind, und m Linsen, welche in Intervallen b senkrecht angeordnet sind, umfaßt und eine ebenso hohe Leistung wie eine phototgraphische Linse hat. Mit 79 ist ein Verschluß zum Öffnen und Schließen der Linsenöffnungen der betreffenden Linsen der Linsenanordnung bezeichnet, mit 74 ist ein lichtempfindliches Material und mit 75 ist eine Darstellungsvorrichtung (z.B. eine ORT-Vorrichtung) zur Darstellung eines Ausgangs eines elektronischen P.e^ners bezeichnet.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 15 wird ein ebenes Bild eines vorgestellten oder imaginären Objekt das von einem Blickpunkt betrachtet wird, der einer Linse in der Linsenanordnung 72 entspricht, an der Darstellungsvorrichtung 75 als ein Ausgang eines elektronischen Rechners dargestellt, und der Verschluß 73 der dem Blickpunkt entsprechenden Linse wird geöffnet, um das Bild auf dem licht empfindlichen Material 74 aufzuzeichnen. Dieser Vorgang wird für sämtliche Linsen in der Linsenanordnung 72 wiederholt, um eine Anzahl Bilder des vorgestellten Objekts zu erhalten. Die zweite und die dritte Stufe der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Mittels dieser vierten Ausführungsform wird ein dreidimensionales Bild des vorgestellten Objekts ohne jeden Totraum reproduziert.
Es ist zu verstehen, daß das reproduzierte Bild des vorgestellten Objekts leicht dadurch gefärbt werden kann, daß die zweite und die dritte Ausführungsform der Erfindung auf diese rierte Ausführungsform angewendet werden.
Fünfte Ausführungsform Die fünfte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe seines dreidimensionalen Bildes eines vorgestellten Objekts wie bei der vierten Ausführungsform.
Fig, 16 zeigt ein optisches System zum Aufzeichnen einer Anzahl Bilder von verschiedenen Betrachtungspunkten in der ersten Stufe der fünften Ausführungsform. Mit 76 ist eine Linse bezeichnet, die eine ebenso hohe Leistung wie eine photographische Linse hat. Mit 77 ist eine lichtabfangende Maske, mit 78 ein Verschluß,. mit 79 ein lichtempfindliches Material sind mit 30 eine Darstellungsvorrichtung (z.B. eine CRT-Vorrichtung) zur Darstellung eines Ausgangs eines elektronischen Rechners bezeichnet. Die Linse 76 und der Verschluß 78 sind an der lichtabfangenden Maske 77 angebracht, die nach rechts und links und nach oben und unten bewegbar ist.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 16 wird ein ebenes Bild eines vorgestellten Objekts, das von einem Blickpunkt aus betrachtet wird, der einer bestimmten Stellung der Linse 76 entspricht, an der Darstellungsvorrichtung 80 als ein Ausgang eines elektronischen Rechners dargestellt. Die Linse 75 wird mit dem Verschluß 78 an diesen Betrachtungspunkt bewegt, und der Verschluß 78 wird geöffnet, um das Bild auf dem lichtempfindlichen Material 79 aufzuzeichnen.
Dieser Aufzeichnungsvorgang wird für eine Anzahl von Betrachtungspunkten durchgeführt. Bei diesem Vorgang ist es notwendig, die Stellern der Betrachtungspunkte derart zu wählen, daß die auf dem lichtempfindlichen Material 79 aufgezeichneten Bilder nacht einander überlagert werden.
Die zweite und die dritte Stufe der fünften Ausführungsform sind die gleichen wie bei der eraten Ausführungsform.
Ferner soll die bei- dieser Ausführungsform verwendete Linsenanordnung derart ausgeführt sein, daß ihre Linsen den in der ersten Stufe gewälilten Stellen der Betrachtungspunkte entsprechen.
Bei der fünften Ausführungsform ist es auch möglich, das dreidimensionale Bild eines vorgestellten Objekts ohne jeden Totraum zu beobachten. Weiterhin ist leicht verständlich, daß das reproduzierte Bild des vorgestellten, Objekts durch Anwendung des Verfahrens der zweiten und der dritten Ausführungsform gefärbt werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Linsenanordnung so beschrieben worden daß sie aus Linsen zusammengesetzt ist, die in einer Matrix angeordnet sind, welche # Linsen in der waagerechten Richtung und m Linsen in der senkrechten Richtung aufweist. Diese Ausführung ist jedoch nur ein Beispiel zur Vereinfachung der Beschreibung, und sie kann demgemäß ohne Beschränkung geändert oder modfiziert werden.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung sollen die Anzahlen und Intervalle eine Linsen derart berücksichtigt werden, dai3 die mittels der Linsen erzeugten Bilder sich auf dem lichtempfindlichen Material nicht überlappen können. Eine Überlappung der Bilder kann durch andere Betrachtungen, wie das Vorsehen einer Linsentrommel oder eines Anschlage, leicht vermieden werden.
Es ist ferner zu verstehen, daß zur Erzielung eines Farbbildes von höherer Wiedergabetreue mehr als drei Parben verwendet werden können, obwohl die zweite und die dritte Ausführungsform mit einem Farbtrennungssystem beschrieben worden sind, welches die drei Farben Rot, Blau und Grün verwendet.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe eine Anzahl Bilder eines Objekte, welches mit inkohärentem Licht von verschiedenen Betrachtungspunkten aus beleuchtet wird, die den Mitten von Linsenöffnungen einer Linsenanordnung entsprechen, welche aus einer Anzahl Linsen besteht und eine ebenso hohe Leistung wie die photographische Linse hat, mittels der Linsenanordnung auf einem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet wird, das in einer zweiten Stufe die Bilder verschiedener Betrachtungspunkte als Bildhologramm auf einem lichtempfindlichen Material fur Holographie, das an einer Fokussierstelle der Linsen anordnung angeordnet ist, dadurch aufgezeichnet werden, daß das lichtempfindliche Material, welches die zu Positiven verarbeitenten Bilder trägt und an der gleichen Stelle relativ zu de£ Linsenanordnung wie derjenigen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung in der ersten Stufe angeordnet ist, von der Rückseite her mit kohärentem Licht beleuchtet wird und Bezuglicht, welches dem Beleuchtungslicht kohärent ist, auf das lichtempfindliche Material für Holographie auffallen gelassen wird, und daß in einer dritten Stufen in dem Raum, welcher der Stelle der Linsenanordnung entspricht, ein dreidimensionales Bild ohne jeden Tot raum mit hoher Wiedergabetreue durch cleucliten des Bildhologramms mit inkohärentem Licht reproduziert wird.

2. Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stw£e eine Anzahl Bilder eines Objekts, welches mit inkohärentem Licht von verschiedenen Betrachtungspunkten aus beleuchtet wird, die den Mitten von Linsenöffnungen einer Dinsenanordnung entsprechen., die aus einer Anzahl Linsen besteht und eine ebenso hohe Leistung wie die photographische Linse hat, auf einer Mehrzahl von licht empfindlichen 5 chwarz-Weiß-Materialien in Parbtrennung aufgezeichnet wird, daß in einer zweiten Stufe e die Bilder verschiedener Betrachtungspunkte als Bildhologramm auf einem lichtempfindlichen Material für Holographie, das in einer Brennebene der Linsenanordnung angeordnet ist, dadurch aufgezeichnet werden, daß eines der die zu Positiven verarbeitexten ern Bilder tragenden lichtempfindlic'nen Schwarz-Weiß-Materialien, welches an der gleichen Stelle relativ zu der Linsenanordnung wie derjenigen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung in der ersten Stufe angeordnet ist, von der Rückseite her mit kohärentem Licht beleuchtet wird und Bezugslicht, welches zu dem Beleuchtungslicht kohärent ist, auf das lichtempfindliche Material für. Holographie unter einem bestimmten Einfallswinkel auftreffen gelsasen wird und ferner diese Aufzeichnungsstufe für andere Farben wiederholt wird, indem die lichtempfindlichen Schwarz-Weiß-Materialien und die Einfallswinkel geändert werden, um ein Bildhologramm zu erhalten, welches überlagerte Bilder aufweist, und daß in einer dritten Stufe in dem Raum, welcher der Stelle der Linsenanordnung entspricht, ein dreidimensionales Bild ohne jeden Tot raum mit hoher Wiedertgabetreue reproduziert wird, indem das Bildhologramm mit inkoärentem Licht, das von einor Mehrzahl von inkohärentes Licht liefernden Lichtquellen ausgesendet wird, durch entsprechende Farbfilter hindurch aus verschiedenen Richtungen beleuchtet wird.

3. Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe eine Anzahl Bilder eines Objekts, welches mit inkohärentem Licht von verschiedenen Betrachtungspunkten aus beleuchtet wird, die den Mitten von Linsenöffnungen einer Linsen ordnung entsprechen, die aus einer Anzahl Linsen besteht, und eine ebenso hohe Leistung wie die photographische Linse hat, auf einem farblichtempfindlichen Material aufgezeichnet wird, daß in einer zweiten Stufe die Bilder verschiedener Betrachtungspunkte als Bildhologramm auf einem lichtempfindlichen Material für Holographie, das in einer Brennebene der Linsenanordnung angeordnet ist, dadurch aufgezeichnet werden, daß das lichtempfindliche Material, welches die zu Positiven verarbeiteten Bilder trägt und an der gleichen Stelle relativ zu der Linsen anordnung wie derjenigen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung in der ersten Stufe angeordnet ist mit kohärentes Licht beleuchtet wird, welches eine Mehrzahl von Wellenlängenkomponenten enthalt, und eine Mehrzahl von Bezugslichtern mit verschiedenen Wellenlängen, die zu den betreffenden Komponenten des Beleuchtungslichtes kohärent sind, auf das lichtempfindliche Material für Holographie unter verschiedenen Einfallswinkeln auftreffen gelassen wird, und daß in einer dritten Stufe in dem Raum, welcher der Stelle der Linsenanordnung entspricht, ein dreodimensionales Bild ohne jeden Totraum mit hoher Wiedergabetreue reproduziert wird, indem das Dildhologramm mit inkonärentem Licht, das von einer Mehrzahl von inkohärentes Licht liefernden Lichtquellen ausgesendet wird, durch entsprechende Farbfilter hindurch aus verschiedenen Richtungen beleuchtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Punktlichtquelle ausgehen gelassen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Lichtquelle ausgehen gelesen wird, die eine Ausdehnung von der der Linsenanordnung entsprechenden Gestalt und/oder Verteilung aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Punktlichtquelle ausgehen gelassen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Lichtquelle ausgehen gelassen wird, die eine Ausdehnung von der der minsenanordnung entsprechenden Gestalt und/oder Verteilung aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Mehrzahl von Punktlichtquellen ausgehen gelassen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht von einer Mehrzahl von Lichtquellen ausgehen gelassen wird, die eine der Linsenanordnung entsprechende Gestalt und/oder Verteilung aufweisen.

10. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Objekt ein zweidimensionales Bild eines imaginären Objekts verwendet wird, welches an einer Darstellungsvorrichtung als ein Ausgang eines elektronischen Rechners erscheint, und daß die Aufzeichnung in der ersten Stufe durch aufeinanderfolgendes Öffnen von vor den betreffenden Linsen angeordneten Verschlüssen durchgeführt wird, so daß einer ein Bild des imaginären Objekts mit hoher Bildqualität reproduziert wird,.

ii. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet9 daß anstelle der Linsenanordnung ein optisches System ve wendet wird, welches aus einer einzelnen Linsen die eine ebenso hohe Leistung se die photographische Linse aufweist und an einer lichtauffangenden Platte angeordnet ist, und einem vor der Linse angeordneten. Verschluß besteht9 und daß die Aufzeichnung in der ersten Stufe dadurch durchgeführt wird, daß die Vorgänge der Bildaufnahme durch die einzelne Linse hindurch für verschiedene Betrachtungspunkte wiederholt wird, so daß ein Bild des imaginären Objekts mit hoher Bildqualität reproduziert wird0

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens eine der Bezugslichtquellen in. der zweiten Stufe und für die Beleuchtungslichtquelle in der 'dritten Stufe eine ausgedehnte Lichtquelle verwendet wirdq so daß die von den Zwischenräumen zwischen den Linsenöff nungen der Linsenanordnung verursachte Toträume in dem reproduziertere Bild eliminiert sind.

13 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens eine der Bezugslichtquellen in der zweiten Stufe und für die Beleuchtungslichtquelle in der dritten Stufe eine Lichtquelle verwendet wird, die eine Ausdehung von der der Linsenanordnung entsprechenden Gestalt und/oder Verteilung aufweist, so daß die von den Z-wischenräumen zwischen den Linsenöffnungen der Linsenanordnung verursachten Toträume ir dem reproduzierten Bild eliminiert sind

14. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens eine der Bezugslichtquellen in der zweiten Stufe und für die Beleuchtungslichtquelle in der dritten Stufe eine Lichtquelle verwendet wird, die eine Ausdehnungs von der Linsenanordnung entsprechenden Gestalt und/oder Verteilung aufweist, so daß die von den Zwischenräumen zwischen den Linsenöffnungen der Linsenanordnung verursachten Toträume eliminiert sind.

15. Verfahren zum Reproduzieren von Bildern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Linsenanordnung, die aus einer Anzahl von mit Intervallen zwischen den Linsenöffnungen angeordneten Linsen besteht, vor einer Anzahl von Bildern, diesen gegenüberliegend angeordnet wird und diese Bilder mit kohärentem Licht beleuchtet werden, um die Bilder auf ein lichtempfindliches Material für Holographie, welches in der Brennebene der Linsenanordnung angeordnet ist, zu projizieren und die Bilder als Bildhologramm auf dem lichtempfindlichen Material für Holographie im Zusammenwirken mit auf das lichtempfindliche Material auffallendem Bezugslicht aufzuzeichen, das zu dem Beleuchtungslicht kohärent ist, und daß diese Bilder durch Beleuchten des Bildhologramms mit inkohärentem Licht reproduziert werden, wobei für wenigstens eine der Bezugslichtquellen und für die Beleuchtungslichtquelle zur Reproduktion eine Lichtquelle verwendet wird, die eine Ausdehnung von der der Linsenanordnung entsprechenden Gestalt und/oder Verteilung aufweist, so daß die von den Zwischenräumen zwischen den Linsenöffnungen der Linsenanordnung verursachten Toträume in dem reproduzierten Bild eliminiert sind.

16. Verfahren zum Aufzeichnen und Reproduzieren von Bildern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Bildern auf einem lichtempfindlichen Material für Holographie, welches an einer Fokussierstelle von Linsen angeordnet ist, die in einer Ebene mit einem bestimmten Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß jede der Linsen einem der Bilder entspricht, als Hologramm aufge.

zeichnet wird, indem die Bilder mit kohärentem Licht beleuchtet werden und Bezugslicht, welches zu dem Beieuchtunslicht kohärent ist, auf das licttempfindliche Material für Holographie auffallen gelassen wird, und daß die Bilder durch Beleuchten des Hologramms mit inkohärentem Licht reproduziert werden, wobei für wenigstens eine der Bezugslichtquellen und für die Beleuchtungslichtquelle eine Lichtquelle verwendet wird, die eine dem Abstand zwischen den Linsen entsprechende ausgedehnte Verteilung hat, so daß Bilder ohne jeden Tot raum reproduziert werden.