DE2229283A1

DE2229283A1 - Ultraschalldatenverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE2229283A1
Application number: DE19722229283
Authority: DE
Inventors: Georges Sceaux Broussaud (Frank reich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-06-15
Filing date: 1972-06-15
Publication date: 1972-12-21
Also published as: GB1393742A; FR2141540B1; US3795801A; FR2141540A1

Description

THOMSON - CSP
173, Bd. Haassmann
PARIS 8e /Frankreich

Unser Zeichen: T 1234

Ultraschalldatenverarbeitungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf Datenverarbeitungssysterne, deren Funktion auf den Eigenschaften der Beugung einer kohärenten Strahlung beruht« Systeme dieser Art sind auf dem Gebiet der Optik verwirklicht, um Operationen, wie die Spektralanalyse ι mil Filterung von räumlichen Frequenzen durchzuführen. In dlesoni Fall sind die Daten in Form von Modulutorobjekbon vorhanden, die man einer oder mehreren Beugungazollon zuordnet. Beim Durchgang durch diese Objekte und Zellen erfahren die komplexen Amplituden einer optischen Strahlung natürliche Transformationen, die mit der Fourier-Transformation in sehr enger Beziehung stehen. Bezüglich der Umschreibung der Daten kann man von Modulatorobjekten ausgehen, die eine beliebige Aufzeichnung tragen oder die auf einer Oberfläche durch einen Aufdruck hinterlassene Markierung, es kommt jedoch häufig vor, dass die Daten durch elektrische Signale gebildet werden. Die

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Verwirklichung der optischen Beugungseigenschaften in einem Datenverarbeitungssystem führt zu Schwierigkeiten, da die Fabrikations- und Montagetoleranzen in der gleichen GrössenOrdnung liegen müssen wie die Wellenlänge der verwendeten Strahlung. Ausserdem ist es bei der Umschreibung der Daten erforderlich, dass die Einzelheiten des Modulatorobjekts ausreichend fein und kompakt sind, um eine erhebliche Ausbreitung der Beugungsfiguren beizubehalten. Diese Schwierigkeiten führen dazu, dass die Herstellung der Modulatorobjekfce ein viel schwierigerer Vorgang als die Verarbeitung der Daten ist. Daraus folgt auch, dass die Umschreibzeit der Daten die längste l'huoo der Verarbeitung darstellt. Eine weitere Schwierigkeit der optischen Verarbeitungssysteme besteht darin, daaa die Genauigkeit der Ergebnisse für viele der zur }J«aolti« gung von störenden Modulationen durchgeführten Messungen von der Phase abhängt. Dies führt zur Verwendung von viillig ebenen und isotropen Informationsträgern ebenso wie von Objektiven hoher optischer Qualität. Eine oft notwendige Vorsichtsmassnahme besteht darin, den Informationsträger in eine Flüssigkeit einzutauchen, die einen im wesentlichen gleichen Brechungsindex aufweist, damit keine Phasenfehler hervorgerufen werden.

Die vorherigen Feststollungen zeigen, dass die optischen Datenverarbeitungssysteme schwierige und kostspielL-ge Geräte sind, die im allgemeinen keine Auswertung von Daten und dem Ergebnis ihrer Verarbeitung in Echtzeit zulassen.

Um diese Nachteile zu beseitigen, sieht die Erfindung vor, die elektromagnetischen Wellen des Gebiets der Optik durch

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sich in einer Flüssigkeit ausbreitenden Ultraschallwellen zu ersetzen. Die Wellenlänge der Ultraschallwellen wird derart gewählt, dass ein Kompromiss zwischen der Kompliziertheit der Urasehreibvorrichtungen der Daten und der Verarbeitungskapazität der anderen Elemente des Systems erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Datenverarbeitungssystem zu schaffen, das eine Quelle einer kohärenten Strahlung, wenigstens eine Beugungszelle, die aus Einirichtungen zur Fokussierung eines Energiebündols in einer Spektralebene, das von der Quelle kommt, ein ebenes Modulatorobjekt, das die elementaren Energiobüsnhel dieses Bündels zu der Spektralebene mit komplexen Ampli» luden überträgt, die für die Daten charakteristisch Bind, und Detektoreinrichtungen zur Ermittlung der Verteilung der komplexen Amplituden der durch die Spektral ebene empfangenen Strahlung aufweist, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die durch die Quelle erzeugte Strahlung eine Ultraschallsiahlung ist, die sich in einer Flüssigkeit in Form von longitudinalen Schwingungswcl 1(331 ausbreitet, und dass die TJeIlon längs ihrer Bahnen auf dass I-Jodul ai orob jokt auf treffen und auf die Spektralebene projiziert werden«

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 9 erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Beispiel des Datenverarbeitungssystems geraäsü der Erfindung,

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Fig» 2 ein zweites Beispiel des Datenverarbeitungssystems gemäss der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Spektrumgeneratorbehälters gemäss der Erfindung, der mit mehrkanaligen Datenumschreibeinrichtungen versehen ist,

Fig. h eine Abwandlung der Ausführungsform der Datenumschreibeinrichtungen der Fig. 3»

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Spektrumgeneratorbehälters zum Empfangen der zu verarbeitenden Daten in Form eines vertieften und erhabenen Aufdrucks auf einer Druckfläche des Behälters,

Fig. 6 eine Abwandlung der Ausführungsform der Vorrichtung der Fig. 5,

Fig. 7 eine Vorrichtung mit unterschiedlicher Phase gom'iss der Erfindung,

Fig. 8 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Filters gemäss der Erfindung, und

Fig. 9 ein Echtzeit-Datenverarbeitungssystem, das es ermöglicht, die Funktion der Autokorrelation eines Signals bzw. die Funktion der Interkorrelation zweier Signale zu erhalten.

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Die analogen Datenverarbeitungssysteme basieren normalerweise auf den Erscheinungen der Beugung nahe einem Brennpunkt.

In der kohärenten Optik kann man eine Lichtstrahlung derart konvergieren lassen, dass eine Kugelwelle gebildet wird, deren Wellenoberflächen auf einen Konvergenzbrennpunkt zentriert sind. Es existiert eine grundlegende Beziehung zwischen den komplexen Amplituden der durch eine Brennfläche erhaltenen Beleuchtungsstärke und den komplexen Amplituden der Funktion der Leuchtdichte, die eine beliebige dieser Oberflächen der Wellen charakterisiert. Wenn χ und y die Koordinaten eines gewählten Punktes der Wellenoberfläche sind und S(x,y) die komplexe Amplitude der durch die Strahlung in diesen Punkt übertragenen Schwingung ist, kann man zeigen, dass die komplexe Amplitude E (u,v) der in einem Punkt der Koordinaten U und ν der Brennebene erhaltenen Schwingung durch die mathematische Beziehung gegeben ist:

_E (_UfV) ₌ ^LJL. (I s (_X|y) _β - J "γ— (*u -f yv) dx.dy

Diese Beziehung ist der Ausdruck einer Fourier-Transformation mit zwei Variablen, wobei die Eigenschaft der Reziprozität ausgenutzt wird. In dieser Beziehung ist R der Krümmungsradius der Wellenoberflache und Λ die Wellenlänge der Strahlung.

Optischen Datenverarbeitungssysteme führen selbstverständlich Operationen dieser Art mittels kohärenter Lichtschwingungen durch, es ist jedoch auch möglich, wie im folgenden gezeigt wird, die gleichen Operationen dadurch durchzuführen, dass man sich in einfacher Weise mechanischer Schwingungen bedient, die in Form von longitudinalen Ultraschallschwingungen durch eine !compressible Flüssigkeit übertragen werden.

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Die Grundzelle eines UltraschalIdatenverarbeitungssysterns genäss der Erfindung besteht daher im wesentlichen aus einem Behälter, der eine kompressible Flüssigkeit und eine kohärente Quelle einer Ultraschallstrahlung mit einer Wellenlänge \ . In den Behälter taucht man eine Vorrich-

•el.

tung ein, die in der Lage ist, die Ultraschallstrahlung in einer Spektralebene zu bündeln, und man führt nahe dieser Vorrichtung ein Modulatorobjekt ein, auf das man zuvor die zu verarbeitenden Daten geschrieben hat. Eine derartig aufgebaute Zelle, der ein Strahlungsdetektor folgt, bildet einen Ultraschallspektralanalysator, der eine Funktion von ein oder zwei Variablen verarbeiten kann. Ohne den Uahmrm der Erfindung zu verlassen, kann man der ersten VerarbeJ tim,v»~ zelle eine» weitere Zelle hinzufügen, um eine doppelte Ftniriot¹« Transformation durchzuführen. In diesem Fall wird dan Datenverarbeituncssystem ein System mit doppelter Beugung, da.« die räumlichen Frequenzen einer Einheit von Daten in Abhängigkeit von anderen Daten ausfiltern kann, die zwischen die Zellen in Form eines Filters eingebracht werden.

Ein erstes Ausführun&sbeispiel eines Datenverarbeitungssys fcenis geniäss der Erfindung 1st schema tisch in Fig. 1 gezeigt. Es handelt sich hierbei in seiner vollständigen Form um ein Ultraschallsystem mit doppelter Beugung, fis besteht aus einem Behälter 1, der eine kompressible Flüssigkeit 2 enthält, dLa in der Lage ist, ■ nichtdispersiv und ohne überKiässige Dämpfung longitudlnale Ultraschallwellen auszubreiten. ELn elektromechanischer Transduktor 3i der mit einem elektrischen Generator h verbunden ist, strahlt ein paralleles Ultraschailbiindel mit einer Wellenlänge X ab, das sich in der Flüssigkeit 2 von rechts nach links in Fig. 1 ausbreitet. Eine nicht bündelnde Vorrichtung, die in die Flüssigkeit 2 eingetaucht

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ist, verbreitert den Quer&chnitt des von dem Transduktor 3 abgestrahlten Bündels. Sie besteht aus zwei Ultraschallkonvergenzlinsen. Diese Linsen können aus einem Hohlraum mit konvexen Aussenseiten bestehen, der eine Flüssigkeit einschliesst, die die Ultraschallwellen mit einer geringeren Ausbreitungsgeschwindigkeit als die der Flüssigkeit 2 übertragen kann. Zum Beispiel kann die Flüssigkeit 2 Wasser sein, während die die Linsenhohlräume erfüllende Flüssigkeit Methyleniodid ist. Die Ultra-schallstrahlung, die aus der Linse 6 austritt, trifft auf ein Modulatorobjekt 7, der die auftreffende Strahlung mit komplexen Schwingungsamplituden, die für die zu verarbeitenden Daten charakteristisch sind, überträgt. Die durch das Modulatorobjelct 7 modulierte Strahlung durchquert eine Ultraschallkonvergenzlinse 8, die derart angeordnet ist, dass ihre beiden Brennpunkte jeweils in der Ebene des Modulatorobjekts 7 und in einer Spektralebene 9 liegen, die senkrecht zu der Ebene der Fig. 1 verläuft. Die Brennweite der Linse 8 ist f und, wie Fig. 1 zeigt, fokussiert diese Linse im geometrischen Sinn das parallele Bündel, das von der Linse 6 kommt, in der Ebene 9.

Berücksichtigt man das Vorhandensein des Modulatorobjekts 7 und der Wirkungen der Beugung, dann weiss man, dass die Verteilung der komplexen Schwingungsamplituden, die man durch die Ebene 9 erhält, das Spektrum der räumlichen Frequenzen der Verteilung der komplexen Schwingungsamplituden darstellt,, das aus dem Objekt 7 austritt.

Wenn man in die Flüssigkeit 2 eine Ultraschalldetektorsonde 10 eintaucht, die mit einer Anzeigevorrichtung 11 verbunden ist, um die spektrale Ebene 9 darzustellen, bildet man mit den rechts von der Ebene 9 angeordneten Elementen einen Spektral analysator.

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Ausserdera kann man, wie Fig. 1 zeigt, eine stark gedrängte Verarbeitung von Daten mittels einer zweiten Zelle.verwirklichen, die aus den Elementen besteht, die links von der spektralen Ebene 9 dargestellt sind. Diese zweite Zelle schliesst sich an ein Filter 12 an und umfasst eine Ultraschallkonvergenzlinse 13» die eine Brennweite f.. hat. Eine Ebene 1Ί, die senkrecht zur Ebene der Figur verläuft, ist gegenüber dem Objekt 7 ^unc* <*^en Linsen 8 und 13 derart angeordnet, dass sie das Ultraschallbild des Objekts nach einer doppelten Transformation empfängt; man nennt sie daher "Bildebene". Ohne das Filter 12 und unter Vernachlässigung der Beugung hat das in der Ebene Ik aufgenommene Bild im wesentlichen die gleiche Verteilung der Schwingungsamplituden wie das, das das Objekt 7 verlässt. Wenn man daher die Wix^kung des Filters 12 und die Eigenschaften der Fourier-Transformation berücksichtigt, zeigt das in der Ebene 1*1 empfangene Ultraschallbild eine Verteilung der komplexen Schwingungsamplituden, die sich durch einen Faltungssatz ausdrückt. Das heisst, wenn die Koordinaten der Ebene des Objekts (x , y ) sind, wenn die-jenigen der Spektralebene 9 (u,v) und wenn (x,, y.) die Koordinaten der Bildebene lh sind, kann man schreiben:

- χ ) , y. - y )/ .f(x,y)dx .dy ο χ ο/ ο ο ο ο

mit g(x., y.): Verteilung der komplexen Amplituden in der

Bildebene;
f(x , y ): Verteilung der komplexen Amplituden des Objekts;

h(x., y.)^: Verteilung der komplexen Amplituden in der Bildebene relativ zur Erschütterungsempfindlichkeit des Beugungssystems.

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Symbolisch lässt sich der vorhergehende Ausdruck schreiben; g (x, y) = f (x, y) * h (x,y)

Wenn ausserdem die Fourier-Transformatioren der Funktionen g, f und h jeweils G(u,v), F(u,v) und h(u,v) sind, ergeben sich aus den Theoremen der Fourier-Transformation, dass die vorhergehenden Beziehungen wie folgt geschrieben werden können:

G (u, v) = F (u, v) . H (u, v)

Diese einfache Identität zeigt in einfacher Weise, dass das Spektrum der räumlichen Frequenzen G(u, v), das durch das Filter 12 übertragen wird, das Ergebnis der Multiplikation des Spektrums der räumlichen Frequenzen F (u, v),das auf das Filter 12 gegeben wird, mit seiner eigenen Übertragungsfunktion H (u, v) ist. Wenn man daher einen Strahlungsdetektor 15 und eine Anzeigevorrichtung 16 am Ende des Ultraschallsystems mit doppelter Beugung der Fig. 1 anordnet, erhält man ein Gerät , das es ermöglicht, beliebig die räumlichen Frequenzen zu filtern und insbesondere eine Beziehung zwischen den Daten herzustellen, die in geeigneter Weise auf ein Objekt 7 und ein Filter 12 geschrieben sind.

Die Besonderheit des Ultraschallsystems mit doppelter Beugung der Fig. 1 besteht darin, die Linsen 8 und 13 zu verwenden, um die parallelen Bündel in der Ebene 9 ^UI*d 1^· zu fokussieren. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Systems mit doppelter Beugung gemäss der Erfindung.

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Bei dieser vereinfachten Ausführungsform sind die Elemente, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Das System der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 durch die Verwendung fester Linsen 5, 8 und 13» die konvergieren und ein konkaves Profil haben. Wenn ohne Beschränkung z. B. die Flüssigkeit 2 Wasser ist, bestehen die Linsen 5» 8 und 13 aus Polystyrol, einem Material, das die Ultraschalldruckwellen mit einer 1,8-fachen Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der gleichen Wellen in Wasser übertragen. Die Linsen werden aus einem festen Material hergestellt, wobei sichergestellt werden muss, dass dieses Material so wenig wie möglich die Transversalwellen überträgt, da diese eine störende Schwingungsart darstellen. Diese Bedingung wird ausreichend erfüllt, wenn man Polystyrol oder Paraffin verwendet.

Bezüglich der Anordnung der Linsen 5» 8 und 13 zeigt Fig. 2, dass die Linse 5 die Ultraschallstrahlung im Brennpunkt P fokussiert, die Linse 8 in P₁ das Bild von P bildet und die Linse 13 in der Bildebene 14 das Bild des Objekts 7 bildet; die Brennweite der Linse 13 ist f„.

Das System mit doppelter Beugung der Fig. 2 arbeitet entsprechend den gleichen Prinzipien des Systems der Fig. 1, hat jedoch weniger und einfacher herzustellende Linsen. In den Systemen der Figuren 1 und 2 können kugelförmige oder zylindrische Linsen verwendet werden, je nachdem, ob die Fourier-Transformationen mit zwei Variablen oder nur mit einer Variablen erfolgen. Ausserdem ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Ultraschallinsen beschränkt, denn man kann sie, wie in der folgenden Besch-reibung gezeigt wird, durch Spiegelkonatruktionen ersetzen. Die Projektion von

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Longitudinalultraschallwellen in einen Behälter kann zu störenden Reflexionen führen; diese können dadurch beseitigt werden, dass man die ¥ände des Behälters mit einer Verkleidung abdeckt, die die Ultraschallwellen absorbieren. Fig. 2 zeigt die Verwendung einer derartigen Verkleidung 17 an der vertikalen Wand des Behälters 1.

Bisher wurde die Umschreibung der Daten, d.h. die Verwirklichung des Modulatorobjekts 7 und des Filters 12, unterlassen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel zur Verwirklichung eines Generatorbehälters des Spektrums, der in Echtzeit durch Fourier-Transformation mit einer Variablen eine Einheit von verschiedenen elektrischen Signalen S., S_ und S„ verarbeiten kann, die die Daten bilden. Die Signale S , S_B und S_c sind z.B. physiologische Signale, die für den Verlauf eines Elektrokardiogramms oder eines Elektroenzephalogramms verwendet werden; es kann sich auch um geophysikalische Signale handeln, die von einem Seismographen kommen.

Das Ultraschallverarbeitungssystem der Fig. 3 weist einen Behälter 1 auf, der eine Flüssigkeit 2 enthält, deren Oberfläche 9 parallel zu der dreiseitigen Bezugspyramide OXYZ verläuft. Eine Einheit von Transduktoren 3t die in die Flüssigkeit 2 eingetaucht sind, strahlt parallel zu OZ parallel gerichtete Ultraschallbündel ab; diese werden von der Stirnseite in Form eines parabolischen Zylinders eines ersten Reflektors 5 empfangen. Zwei Reflektoren 8 mit einer reflektierenden Stirnseite in Form eines eliptischen Zylinders fokussieren die Ultraschallbündel längs der fokussierenden Linien, die in einer Reihe liegend angeordnet sind, auf die Oberfläche 9» um den Verlauf der Ultraschallenergie darzustellen, sind die zu dem Punkt I' konvergierenden Strahlen

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gestrichelt dargestellt. Zwischen der Oberfläche 9, die die Rolle der Spektralebene bildet, und der Austrittspupille der Reflektoren 5 und 8 ist ein Modulatorobjekt 7 zwischengeschaltet, das in Richtung des Pfeils zwischen zwei Stützrollen 18 vorbeilaufen kann. Dieses Modulatorobjekt wird durch mechanische Gravur eines Bandes aus thermoplastischem Material erhalten, das zwischen einem Zylinder 19 und einer Einheit von Schneidvorrichtungen 21 durchläuft; diese letzteren werden durch elektromechanische Transduktoren 20 betätigt, die die zu verarbeitende elektrische Information erhalten. Die charakteristische Viskositätstemperatur der thermoplastischen Materialien weist für eine vorbestimmte Temperatur eine Diskontinuität auf. Diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um eine getragene thermoplastische Unterlage bei dieser Temperatur unter der Wirkung sehr geringer Kräfte zu verformen; wenn die thermoplastische Unterlage abkühlt, nachdem sie verformt wurde, behält sie einen Auf* druck, der sich später nicht leicht verformt.

Wenn man ein thermoplastisches Material ausgewählt hat, auf das die Ultraschallwellen mit einer Geschwindigkeit übertragen werden, die von der Ausbreitungsgeschwindigkeit verschieden ist, die die Umgebung charakterisiert, kann man

^%infolge der Bewegung der Schneidvorrichtungen 21 und unter der Steuerung der Signale S , S_ und S™ die Dicke des Bandes

' )längs einer Erzeugenden des Zylinders 19 modulieren. Der Zylinder 19 bewirkt durch seine Drehung den Vorbeilauf der Bandaussenseite an den Schneidvorrichtungen 21, wodurch Linien 22 eingraviert werden. Die Verformung des Bandes wird dadurch erleichtert, dass es auf der oben erwähnten Temperatur gehalten wird. Hierzu sind nicht gezeigte Heiz-

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vorrichtungen dem Zylinder 19 und den Schneidvorrichtungen

21 zugeordnet. Nach der Gravur drehen die gravierten Linien

22 in die Flüssigkeit 2 ein und bilden zwischen den Rollen 18 Phasenmodulatorobjekte 7. Die Ultraschallstrahlung, deren Phase durch diese Bahnen veränderbarer Dicke moduliert wird, wird auch die Ebene der Oberfläche. 9 in Form von Spektralbereichen 23 projeziert, die man mittels eines Hydrophons feststellen kann, das die Oberfläche 9 abtastet· Selbstverständlich kann sich die Spektralebene auch unter der Oberfläche der Flüssigkeit 2 befinden und jede andere Detektorvorrichtung als das Hydrophon kann verwendet werden, um die räumlichen Frequenzen der Signale S., S^ und S~ nachzuweisen* Die Feinheit der Aufdrucke 22 ebenso, wie die Toleranzen der Anordnung der Elemente, die den Datenverarbeltungebehälter . der Fig. 3 bilden, müssen in der gleichen Grossen-Ordnung sein wie die Wellenlänge X . der Ultraschallstrahlung dn der Flüssigkeit 2.

Diese Bedingung legt den Bereich der am günstigsten auszuwertenden Ultraschallfrequenzen zwischen 30 und 300 MHz, was im Falle von Wasser einer Wellenlänge \ zwischen 50 und 5 Mikron entspricht. Die Verwendung wesentlich höherer Ultraschallfrequenzen würde zu zahlreichen Nachteilen des optischen Verarbeitungssystems führen, während die Verwendung von wesentlich niedrigeren Ultraschallfrequenzen eine Verminderung der verarbeiteten Informationsmenge zur Folge hätte.

Das elektromechanische System der Datenumschreibung der Fig. liefert ein Modulatorobjekt 7, dessen Gravur eine Funktion einer einzigen Variablen für jede der drei vorgesehenen Bahnen ist.

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Fig. 4 zeigt ein System zum Umschreiben von Daten, das auf der Verwendung von elektrostatischen Kräften zur Verformung des thermoplastischen Substrats 7 basiert. Das System weisb einen Kamm auf, dessen leitende Zähne 122, die durch Zwischenstücke isoliert sind, von einem Elektrogenerator Zh elektrische Spannungen empfangen, die zwischen einem Satz Elektroden 123, die zu dem Kamm gehören, und einem beheizten metallischen Zylinder 19 angewandt werden. Der Eingang des Generators erhält die umzuschreibenden Daten und liefert aufeinanderfolgend Potentialverteilungen längs des Kammes, die die Unterlage 7 längs einer Folge von parallelen abgestuften Linien in Richtung des vertikalen Vorbeilaufs verformen. Diese Technik ermöglicht es, auf der Unterlage 7 einen Aufdruck zu bilden, der eine Funktion von zwei Variablen sein kann. Wenn man sich der Vorrichtung der Fig. h in dem Datenverarbeitungssystem der Fig. 3 bedient, um eine Fourier-Transformation mit zwei Variablen durchzuführen, muss man nur einen einzigen Transduktor 3 verwenden, der bezüglich der Reflektoren 5 und 8 zentriert ist, die eine vertikale Drehachse haben.

Die Vorrichtungen zum Umschreiben von Daten, die in den Figuren 3 und 4 gezeigt sind, sind für Daten entworfen, die die Forjn elektrischer Signale haben.

' Fig. 5 zeigt einen Spektrumgeneratorbehälter, der für den Empfang von zu verarbeitenden Daten in Form eines vorher vorhandenen Aufdruckes entworfen ist, dessen Profil nur zwei kennzeichnende Niveaus aufweist. Ein derartiges Netz von Rillen erhält man insbesondere dann, wenn man digitale Aufdrucke verarbeiten muss oder auch, wenn die zu verarbeitenden Daten aus einem Text oder einem Klischee mit einem Relief bestehen.

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Das System der Fig. 5 weist einen Behälter lauf, der eine Flüssigkeit 2 enthält. In einer Seitenwand des Behälters und unter dem Niveau der Flüssigkeit ist eine Aufdruckaufnahmevorrichtung angeordnet, die eine oder mehrere Lagen 27 und 28 aus elastischen Materialien aufweist. Die Schichten 27 und 28 dienen dazu, die Impedanz der Flüssigkeit 2 an die des Materials anzupassen, das die Aufdruckunterlage 29 bildet, die man gegen die Aussenflache 26 drückt.

Wenn ein intensiver Kontakt zwischen den vorspringenden Teilen des Aufdrucks und der Aussenfläche 26 besteht, wird die Ultraschallenergie ohne Reflexion übertragen, jedoch in den Zwischeni'äumen ist der Kontakt nicht sichergestellt und die Ultraschallenergie erfährt eine intensive Reflexion« Dieser Modulationevorgang durch Reflexion erfordert, dass man von dem Inneren der Flüssigkeit 2 gegen die Aussenfläche 26 ein homogenes Ultraschallbtindel richtet. Hierzu ist ein Ültraschalltransduktor 3 in die Flüssigkeit 2 eingetaucht, der eine Ultraschallstrahlung abgibt, die sich in der Richtung 30 ausbreitet. Die selektiv an der Aussenfläche reflektierte Strahlung breitet sich in entgegengesetzter Richtung aus und steigt schliesslich zur Flüssigkeitsoberfläche 2 längs der Bahn 32. Eine halbreflektierende Platte 31 ist in die Flüssigkeit 2 eingetaucht, um die Umlenkung der modulierten Ultraschallenergie in den oberen 'Teil des Zylinders zu ermöglichen. Die Ultraschallenergie, die von dem Transduktor 3 kommt, durchquert grossenteils die Platte 31» während der Energieanteil, der nicht übertragen wird,, von einer geeigneten Verkleidung 33 absorbiert wird, die am Boden des Behälters angeordnet ist. Zwischen der Oberfläche der Flüssigkeit 2 und der Platte 31 trifft

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die modulierte Ultraschallstrahlung auf eine Ultraschallkonvergenzlinse 34, die auf die Oberfläche der Flüssigkeit 2 das Spektrum der räumlichen Frequenz 35 des Aufdrucks projiziert, der auf die Empfangsfläche 26 gedrückt wird. .

Fig. 6 zeigt ein Spektrumgeneratorsystem, dessen konstruktive Elemente praktisch die gleichen wie die des Systems der Fig. 5 sind. Zwecks Vereinfachung sind die gleichen Bezugsziffern für beide Figuren verwendet. Das Organ 36 ist ein Ultraschallgenerator, der in Fig. 5 nicht gezeigt ist.

Die Aufdruckempfänger der Figuren 5 und 6 bilden die Modulatorobjekte, die mittels Reflexion arbeiten, währenddiejenigen der Figuren 1 bis 3 mit Übertragung arbeiten. Im Fall der Modulation durch Reflexion ist es der Absolutwert der komplexen Schwingungsamplitude in dem geraden Abschnitt des Bündels, der moduliert wird, während der Phasenwinkel im wesentlichen konstant bleibt. Im Falle der Modulation durch Übertragung ist es umgekehrt. Das Modulatorobjekt ist daher ein Phasenmodulatorobjekt, das für Ultraschallwellen völlig transparent ist.

Obwohl die Anordnung eines Phasenmodulatorobjekts die Bildung eines leicht aufnehmbaren Spektrums von räumlichen Frequenzen überhaupt nicht behindert, kann man bei einem Ultraschallsystem mit doppelter Beugung verlangen, dass das Objekt ein Amplitudenmodulatorobjekt ist.

Fig. 7 zeigt ein Ultraschallsystem mit starkem Unterschied der Phase, das einem Phasenmodulatorobjekt zugeordnet ist, das in einer Ausgangsebene OXY eine ungleichmässige Verteilung der Ul.traschallschwingungsamplituden liefern kann. Dieses

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System ist normalerweise in eine Flüssigkeit eingetaucht und hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Ultraschallsystem mit doppelter Beugung der Fig. 2. Es weist eine Ultraschallquelle 38 auf, die das Phasenmodulatorobjekt 37 über eine Ultraschallkonvergenzlinse 39 bestrahlt. Ein Filter kO ist senkrecht zur Achse OZ an der Stelle angeordnet, wo die Linse 39 im geometrischen Sinn das Punktbild der Quelle bildet· Eine weitere Ultraschallkonvergenzlinse h\ ist hinter dem Filter ^O angeordnet und bildet in der XOY-Ebene das Ultraschallbild des Objekts 37.

Das Filter ^O ist eine Phasenmodulatorplatte, die in vier* Quadranten unterteilt ist. Die Dicke der Platte ändert sich beim Übergang von einem auf den folgenden Quadranten abrupt, um einen Laufunterschied von einer halben Wellenlänge für die diese durchquerenden Ultraschallwellen einzuführen. Daher ist das Spektrum der räumlichen Frequenzen, das durch die Elemente 38, 39 und 37 auf das Filter ho projiziert wird, mit einer Filterfunktion multipliziert, die einen konstanten Absolutwert und einen Phasenwinkel aufweist, der sich um ff ändert, wenn man von einem zum benachbarten Quadranten tibergeht.

Am Ausgang des Filters kO durchquert das gefilterte Spektrum die Linse 4i, die das Objektbild 37 projiziert. Dieses Bild entspricht einer Verteilung der komplexen Schwingungsamplituden, deren Absolutwert sich längs χ und y im Verhältnis der Änderungen der Phase ändert, die die Verteilung der komplexen Schwingungsamplituden charakterisieren, die aus dem Objekt 37 austreten. Berücksichtigt man das für das Filter ho gewählte Filtergesetz, so kann man zeigen, dass die an dem Phasenmodulatorobjekt 37 durchgeführte Verarbeitung eine Ililbert-Transformation mit zwei Variablen ist.

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Das in Fig. 7 gezeigte System liefert ein Beispiel der Verarbeitung von Daten durch Filterung der räumlichen Frequenzen, bei dem die Herstellung des Filters besonders einfach ist. Im allgemeinen Fall, in dem man eine Beziehung der Faltung zwischen zwei Datensätzen erhalten will, oder wenn man durch Korrelation die in einem Text durch ein bestimmtes Zeichen eingenommenen Stellen wiedererkennen will, ergibt sich das Problem der Gravierung des Filters derart, dass seine Filterfunktion die Fourier-Transformation einer vorbestimmten Funktion oder der komplex konjugierte Wert dieser Funktion ist.

Fig. 8 zeigt ein Gerät, das es ermöglicht, ein für den Fall der Faltung oder den der Korrelation ein geeignetes Filter zu konstruieren.

Um diese Art Filter zu konstruieren, ordnet man zuerst Daten an, die die Erschütterungsempfindlichkeit h (x., y,) darstellen und es"ist eine Unterlage zu gravieren, die in der Lage ist, einer Ultraschallstrahlung,die sie durchquert, eine Phasenmodulation zu verleihen, die entweder die Funktion h (u, v) der Fourier-Transformation von h(x, , y. ) oder die Funktion h* (u, v), der Konjugation von Il(u_t v) darstellt. Hierzu kann man einen Graviertisch 42 verwenden, auf dem man eine nicht gravierte Unterlage 43 anordnet. Eine Führungsbahn 45 des Tisches 42 führt einen Schlitten 46, der eine Gleitstange 47 trägt. Die Gleitstange hj kann sich senkrecht zu der Bewegungsbahn 45 und parallel zu dieser derart verschieben, dass ihre Enden synchron identische Raster senkrecht zu der Unterlage 43 bzw. dem von dem Tisch 42 getragenen Behälter 4i überstreichen. Ein Gravierkopf 48 mit elektrischer Steuerung ist an einem der Enden der Stange und ein Hydrophon 4y, das mit einer Ultraschallsonde 50 versehen ist, ist am anderen Ende angeordnet. Die elektrischen

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Signale, die vom dem Hydrophon 49 geliefert werden, werden durch einen Analysatorkreis 52 empfangen, der den Gravierkopf 48 in Abhängigkeit von der Amplitude oder deren Phase bezüglich des in dem Behälter 51 erzeugten Ultraschallfeldes steuert. Der Behälter 5"· ist analog zu einem derjenigen, die in den Figuren 3 und 5 gezeigt sind. Er erzeugt an der Oberfläche der Flüssigkeit, die er enthält, eine Verteilung der komplexen Schwingungsaraplituden H(u,v), die die Fourier-Transformation der Daten h(x.,y.) darstellt, die der Vorrichtung zur Umschreibung zugeführt werden. Diese Verteilung wird durch die Sonde 50 analysiert, deren freies Ende auf der Obexvflache der Flüssigkeit aufliegt. Der Gravlerkopf 48 drückt auf die Unterlage 43 einen Aufdruck entsprechend der durch die Sonde 50 durchgeführten Analyse auf und da sich diese beiden Organe synchron verstellen, kann man leicht erreichen, dass der in die Unterlage gravierte Aufdruck vollständig die Funktion H(u,v) oder seine Konjugation darsteilt. Es ist festzustellen, dass der Gravierkopf 48 mit einer Schneidvorrichtung versehen werden kann, die sich senkrecht zu der Unterlage verschiebt, es ist jedoch auch möglich, ein optisches Gravierverfahren anzuwenden, dem eine chemische Behandlung folgt, das auf der Oberfläche einer photographischen Unterlage ein der gewünschten Phasenmodulation entsprechendes Relief erscheinen lässt. Wenn man das Datenverarbeitungssystem als Korrelator verwendet, kann das Filter durch ein Fourier-Hologramm gebildet werden. In diesem Fall ist in dem Behälter eine Ultraschallquelle anzuordnen, die bei dem Spektrum der räumlichen Frequenzen des Modulatorobjekts erfolgenden Überlagerung eine Bezugsultraschallwelle abgibt. Die Vorrichtung der Fig. 8 bietet die Möglichkeit, ein Filter zu schaffen, in-dera man seinen Aufdruck durch

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aufeinanderfolgende Linien graviert. Die Zeit, die die Gravur eines Filters in Anspruch nimmt, verhindert, dass man die Ergebnisse einer Verarbeitung iit dem Moment erhalten kann, in dem die Daten dem Verarbeitungssystem zugeführt werden.

Fig. 9 zeigt ein Korrelatorsystem, das die beiden Ultraschallbehälter 57 und 69 vereinigt, die optisch gekoppelt sind, sowie eine optische Vorrichtung, die es ermöglicht, die Funktion der sich auf die Daten beziehenden Korrelation zu erhalten, deren Spektralanalyse durch die Ultraschallbehälter durchgeführt wird. Die zu verarbeitenden Daten werden in Form von elektrischen Signalen F und H auf Umschreibvorrichtungen 62 und 66 gegeben, die in der Lage sind, auf thermoplastische Unterlagen 60 und 68 Aufdrucke zu schreiben, die die Rolle von Phasenmodulatorobjekten spielen. Der Antrieb und die Erhitzung der Unterlagen 6ö und 68 wird durch Zylinder 61 und 67 sichergestellt; sie werden unter das Niveau der Flüssigkeit mittels Führungsrollen 63 und 72 geführt, die die Behälter 57 und 69 erfüllt. Jeder Behälter weist eine Ultraschallstrahlungsquelle 6k bzw. 73 auf, die an einem der Brennpunkte eines zylindrischen Reflektqrs 65 bzw. 7^* mit eliptischem Querschnitt liegt. Ein elektrischer Generator 85 speist die Quellen 6^ und 73. Infolge der Reflektoren 65 und 7h konver-'gieren die Ultraschallstrahlen zum anderen Brennpunkt, der nahe der Oberfläche der Flüssigkeit liegt, die in den Behältern 57 und 6^ enthalten ist. Der horizontale Teil der · Modulatorobjekte 60 und 68 ist nahe der Austrittspupille der Reflektoren 65 und 7k angeordnet. Man erhält an der Oberfläche der Behälter 57 und 69 Verteilungen der komplexen Ultraschallamplituden, die den Spektren der räum-

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lichen Frequenzen der Signale F und H entsprechen. Um diese Verteilungen zu empfangen und zu transportieren, bestrahlt eine kohärente Lichtquelle vertikal mittels eines Spiegels . 551 der einer nicht fokussierenden Vorrichtung 5^ zugeordnet 1st, den oberen Bereich des Behälters 57 bzw. wird das Ultraschallspektrum des Signals F projiziert. Dieser Bereich wird durch eine Zelle 59 eingenommen, die eine dünne Ölschicht aufweist, die von der Flüssigkeit des Behälters 57 durch eine sehr dünne undurchlässige Membran getrennt ist. Unter der Wirkung des Druckes der Strahlung der Ultraschallwellen verformt sich die Oberfläche der Ölschicht und reflektiert das auffallende Licht mit einer Phasenmodulation, die der Verteilung der Ultraschallenergie entspricht, die durch" die Zelle 59 empfangen wird. Der Behälter 69 ist ebenfalls mit einer Zelle 7 "· analog der ZeIJe 59 vorsehen. Die Zelle 7I empfängt vertikal die Lichtstrahlung der Ordnung Null, die aus der Zelle 59 austritt. Hierzu verbindet eine optische Kupplungsvorrichtung die Oberflächen der beiden Zellen. Diese Kopplungsvorrichtung weist zwei halbdurchlässige Platten 56 und 75 auf, zwischen denen zwei Linsen 78 und 79 angeordnet sind, die ein nicht fokussierendes optisches System bilden. Eine Blende 77 wählt am Brennpunkt der Linsen 78 und 79 die Ordnung Null der durch die Zelle 59 gebeugten Lichtstrahlung aus. Die höheren Ordnungen, die gestrichelt dargestellt sind, werden durch die Blende 77 abgehalten. Das auf die Oberfläche der Zelle 71 fallende Licht hat bereits eine erste Phasenmodulation unter der Wirkung der Zelle 59 erhalten. Das Licht, das aus der Zelle 71 austritt, hat daher zwei überlagerte Phasenmodulationen. Die beiden durch den Durchgang des Lichts in den Behältern 57 und 69 aufeinanderfolgend erhaltenen Modulatiomen entsprechen jeweils den Spektren der räumlichen Frequenzen der Signale F und H derart, dass die sich ergebende

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Modulation des Lichts, das aus der Zelle 71 austritt, dem Produkt der durch die Behälter 57 und 69 projizierten Spektren entspricht. Diese letztere Feststellung zeigt, dass die Gesamtzeit der Elemente der Fig. 9» die beschrieben wurden, dem ersten Teil eines !Correlators mit doppelter Beugung einschliesslich des Filters, das ihm zugeordnet ist, entsprechen. Man kann daher annehmen, dass der Behälter 57 das Objekt und das erste Beugungssystem enthält, während der Behälter 69 ein Filtergenerator ist. Um die gewünschte Korrelationsfunktion zu erhalten, muss nur noch eine zweite Fourier-Transformatio* durchgeführt werden und dies geschieht durch das optische System, das das durch die Zelle 7I nach dem Durchgang durch die halbreflektierende Platte 75 reflektierte Licht empfängt. Dieses optische System weist einen Spiegel j6 und eine Koavergenzlinse 80 auf, in deren Brennebene eine Blende 81 angeordnet ist. Die Energie, die aus der Blende 81 austritt, wird von einer Linse 82 aufgenommen und an eine Ebene 83 abgegeben, wo die Korrelationsfunktion erscheint.

Wenn man eine Korrelationsfunktion bilde*, will, weiss man, dass die Filterfunktion die Konjugation der Funktion sein muss, die das Spektrum des Signals bildet, das dem Filter zugeordnet ist. Diese Bedingung kann im einfacher Weise dadurch verwirklicht werden, dass man das Filter durch Fourier-Holographie bildet. Hierzu taucht man in den Behälter 69 eine Ultraschallenergiepunktquelle Sk ein, die schräg die. Unterseite der Zelle 7I bestrahlt. Diese Quelle 8k wird in der gleichen Weise wie die Quelle 73 von dem Generator 85 erregt. Wegen der Wirkung der Quelle 8k erfolgt die Reflexion des Lichts durch die Zelle 71 entsprechend dem Gesetz der Wiedergewinnung von Hologrammen, wobei gebeugte Wellen der Ordnung O, +1 und -1 entstehen.

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Die Ordnung -1 führt in der Brennebene der Linse 80 zu einem reellen Bild, das durch, die Blende 81 übertragen wird. Die gebeugten Vellen der Ordnung O und +1 folgen den gestrichelten Bahnen und werden durch die Blende abgehalten.

Die Korrelationsfunktion, die in der Austrittsebene 83 auftritt, ist eine Interkorrelationsfunktion zwischen
den Signalen F und H. Man kann auch die Autokorrelationsfunktion eines dieser Signale, F z.B., erhalten, indem man die Unterlage 6o des Behälters 57 den Behälter 6$
durchlaufen lässt. In diesem Fall werden die "Unischreibvorrichtung 66, 67 und die Unterlage 68 überflüssig.
Zweckmässigerweise lässt man die Ultraschallbehälter in Impulsen arbeiten. In diesem Fall ist es zweckmässig,
die Lichtquelle ebenfalls synchron mit dem Auftreten, der Ultraschallenergie an den Zellen 59 und 7"· arbeiten zu lassen. Diese Synchronisation kann dadurch erreicht werden, dass man die Arbeitsweise des Ultraschallgenerators 85 mittels eines Impulses 86 auslöst, der von der Quelle geliefert wird.

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Claims

Patentansprüche

M.,DatenverarbeitUHgssystem mit einer Quelle einer kohärenten Strahlung, wenigstens einer Beugungszelle, die aus Einrichtungen zur Fokussierung eines von der Quelle kommenden Energiebündels in einerSpektralebene besteht, einem ebenen Modulatorobjekt« das die elementaren Energiebüschel dieses Bündels zu der Spektralebene mit komplexen Amplituden überträgt, die für die Daten charakteristisch sind, und mit Detektoreinrichtungen zur Ermittlung der Verteilung der komplexen Amplituden der Strahlung, die von der Spektralebene aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Quelle erzeugte Strahlung eine Ultraschallstrahlung ist, die sich in einer Flüssigkeit in Form von longitudinalen Schwingungswellen ausbreitet, und dass die Wellen längs ihrer Bahn auf den Modulator treffen und auf die Spektralebene projiziert werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtungen eine zusätzliche Beugungszelle sowie zwischen die Spektralebene und die zusätzliche Zelle zwischengeschaltete Filtereinrichtungen aufweisen.

' 3· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle wenigstens einen elektromechanischen Transduktor aufweist, der in die Flüssigkeit eingetaucht ist, sowie einen Ultraschallgenerator zur Erregung des Transduktors.

k» System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtungen wenigstens einen elektromechanischen Transduktor aufweisen, der mit Einrichtungen zur Anzeige

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der Intensität der von dem Transduktor aufgenommenen Ultraschallenergie verbunden ist.

5· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem Behälter enthalten ist, dessen innere Wände, die der Ultraschallstrahlung ausgesetzt sind, mit einer Verkleidung versehen sind, deren Material die auftreffende Ultraschallenergie absorbiert.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass . die Einrichtungen zur Fokussierung aus Ultraschallkonvergenzlinsen bestehen.

7* System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Linse einen Hohlraum in Form einer Linse aufweist, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der sich die Ultraschallstrahlung mit einer Geschwindigkeit ausbreitet, die von der Ausbreitungsgeschwindigkeit in der ausserhalb der Linsen befindlichen Flüssigkeit verschieden ist.

8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen aus einem festen Material hergestellt sind , und selektiv die longitudinalen Ultraschallschwingungen übertragen, dass das Profil der Linsen in der Mitte eine minimale Dicke hat, und dass das feste Material die Ultraschallstrahlung mit einer Geschwindigkeit überträgt, die grosser ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Flüssigkeit ausserhalb der Linsen.

9« System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulatorobjekt ein Phasenraodulatorobjekt ist, das aus einem festen Material besteht, das die Strahlung mit

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einer Geschwindigkeit überträgt, die vox der Ausbreitungsgeschwindigkeit im Inneren der Flüssigkeit verschieden ist.

10. System nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenmodulatorobjekt einem Ultraschallsystem mit starkem Phasenunterschied zugeordnet ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System mit starkem Phasenunterschied ein System mit doppelter Beugung ist, das aus zwei Zellen mit aufeinanderfolgender Beugung und einem Filter mit starkem Phasem». Jersehied, das zwischen die Zellen geschaltet ist, besteht.

12» System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtungen aus wenigstens einem Ultraschallspiegel bestehen.

13· System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel ein zylindrisder Spiegel ist.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel ein eliptisches Profil hat.

15· System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spiegel mit eliptisehem Profil ein in gleicher Weise fokussierender Spiegel mit parabolischem Profil zugeordnet ist.

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16. System mack Anspruch 1, dadurck gekennzeichnet, dass es Einrichtungen zur Umschreibung der Date» auf das Modulatorobjekt aufweist, dass die Umschreibeinrichtungen Einrichtungen zum elektromechanischen Gravieren einer thermoplastischen Unterlage und Einrichtungen zum Verschieben der Unterlage gegenüber den Graviereinrichtungen aufweisen, und dass die Graviereinrichtungen wenigstens eine Schneidvorrichtung aufweisen, die von einem elektromechanischen Transduktor betätigt wird, der ein elektrisches Signal erhält, das für die Daten charakteristisch isti

17. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulatorobjekt ein Reflexionsultraschallmodulator ist, der aus einem Stapel aus Platten mit parallelen Flächen besteht, von denen eine mit der Flüssigkeit in Berührung steht und eine Druckfläche ausserhalb des Behälters, der die Flüssigkeit enthält, angeordnet ist, dass die Daten durch einen auf der Druckfläche gebildeten vertieften und erhabenen Aufdruck gebildet sind, dass eine halbtransparente Platte in die Flüssigkeit zwischen dem Stapel und der Quelle eingetaucht ist, die die Ultraschallstrahlung, die von der Quelle emittiert wird, zu dem Stapel überträgt und auch zu den Fokussiereinrichtungen der Ultraschallstrahlung, die von der Druckfläche in den Vertiefungen des Aufdrucks reflektiert wird»

18. Sytem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Umschreibeinrichtungen der Daten auf das Modulatorobjekt aufweist, dass die Umschreibeinrichtungen mehrere in einer Linie liegende Elektroden, die auf der Oberfläche eines thermoplastischen Materials aufliegen, und eine Gegenelektrode aufweisen, die aus einem Transportzylin-

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der der Unterlage bestekt, dass elektriscke Einrichtungen unter der Steuerung der Daten elektrische Spannungen auf den Zylinder und die Elektroden geben, typ die Unterlage unter der Wirkung elektrostatischer Kräfte zu verformen, und dass der Zylinder mit Heizeinrichtungen versehen ist, die es ermöglicken, die Unterlage auf eine Temperatur zu bringen, bei der die Viskosität des thermoplastischen Materials wesentlich abfällt.

19· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine erste und eine zweite Ultraschallbeugungszelle aufweist, dass Jede Zelle aus einem eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter, wenigstens einer in die Flüssigkeit eingetauchten Ultraschallquelle, Fokussiereinrichtungen der Ultraschallenergie, die von der Quelle zu einer Spektralebene nahe der Oberfläche der Flüssigkeit, einem Modulatorpbjekt, das in die Flüssigkeit nahe der Aue·· trittspupille der Fokussiereinrichtungen angeordnet ist, und einem optischen Reflektorelement, das unter der ¥irkung des durch die Spektralebene empfangenen Ultraschallbildes verformbar ist, besteht, und dass weiterhin eine Quelle einer optischen, kohärenten Strahlung vorhanden ist, die das- Reflektorelement der ersten Zelle bestrahlt, eine optische Kopplungsvorrichtung, die die reflektierenden Flächen der Elemente verbindet, und eine optische Beugungszelle, die die optische, von dem Reflektorelement derzweiten Zelle reflektierte Strahlung empfängt..

20* System nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass die optische Kopplungsvorrichtung ein optisches, nicht fokussierendes System und eine Blende, aufweist, die in der Brenn-

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ebene des optische» nicht fokussierenden. Systems angeordnet ist, dass die Blende selektiv den Anteil überträgt, der der Ordnung Null der Beugung der optischen,

durch das Reflektorelement der ersten Zelle reflektierten Strahlung entspricht· - .

21. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Beugungszelle optische Einrichtungen zur Fokussierung einer optischen Strahlung in der Spektralebene aufweist, die von dem Reflektorelement der. zweiten Zelle reflektiert wird, sowie eine Blende, die in der Spektralebene der optischen Fokussiereinrichtungen angeordnet ist, und dass die wahlweise den Anteil übertragende Blende, der von Null verschiedenen Ordnungen der Beugung der optischen Strahlung entspricht, die von den optischen Fokussiereinrichtungen kommen·

22. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschreibeinrichtungen der Daten jeder der Ultraschallzellen zugeordnet sind«

23* System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass Umschreibeinrichtungen der Daten einer der Ultraschallzellen zugeordnet sind, und dass die Modulatorobjekte der Zellen aus unterschiedlichen Teilen einer thermoplastischen Unterlage bestehen, die durch die Umschreibeinrichtungen graviert ist.

2k, System nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement der zweiten Ultraschallzelle ein Bezugsultraschallbündel empfängt, das von einer zusätzlichen ix die Flüssigkeit eingetauchten Quelle emittiert wird.

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