DE2402616A1

DE2402616A1 - Verfahren zum herstellen eines hologramms mit orthoskopischem bild

Info

Publication number: DE2402616A1
Application number: DE2402616A
Authority: DE
Inventors: Francois M Dr Phil Mottier
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-01-21
Publication date: 1975-07-03
Also published as: SE7415915L; SE400127B; NL7416543A; FR2255646A1; US3947085A; DE7401882U; GB1461670A; FR2255646B3; CH567290A5

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Verfahren zum Herstellen eines Hologramms mit orthoskopischem Bild '

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum.Herstellen eines Hologramms mit einem orthoskopischen, mindestens teilweise reellen Bild des Objektes, wobei das Objekt zunächst auf einem Ersthologramm aufgenommen wird, und das von diesem Ersthologramm rekonstruierte Objekt dann auf .einem Zweithologramm aufgenommen wird.

Ein solches Verfahren ist bekannt z.B. aus Appl. Phys. Letters _8, No. 6, 15. März 1966, Seite 146-148.

Das bekannte Verfahren dient dazu, reelle Bilder zu erzeugen, die orthoskopisch sind. Bei einer einfachen holographischen

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Aufnahme und Rekonstruktion sind die reellen Bilder bekanntlich pseudoskopisch (vgl. z.B. "Funktechnische Arbeitsblätter¹' Franzis Verlag München, Ot 91 "Holographie", Blatt 2). Das mindert den Wert der reellen Bilder stark herab, obwohl sie den virtuellen Bildern gegenüber den grossen Vorteil haben, bzgl. jedes Bildelementes beliebig nahe, ggfs. sogar mit einer Lupe, betrachtet werden zu können. Diesen Nachteil behebt das bekannte Verfahren.

Das bekannte Verfahren hat jedoch für den Betrachter noch den Nachteil, dass das vom Zweithologramm rekonstruierte, reelle, orthoskopische Bild vom Betrachter nur in einem begrenzten Winkelbereich gesehen wird, der durch die vom Zweithologramm rekonstruierte Oeffnung des Ersthologramins bestimmt wird. Verlässt der Betrachter mit seinem optischen Wahrnehmungsorgan, also meistens dem Auge, den genannten Winkelbereich, so Verschwindet das Bild, für den Betrachter scheinbar völlig unmotiviert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesem Mangel abzu helfen.

Das wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss bei der Aufnahme des Zweithologramms seitlich des das Objekt vom Ersthologramm rekonstruierenden Licht-Wellenfeldes angeordnete,

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körperliche Gegenstände mit auf dem Zweithologramm aufgenommen werden.

pie seitlichen körperlichen Gegenstände können vorteilhafterweise z.B. beschriftete Mattglasscheiben sein, oder auch Hologrammplatten, auf denen vorher das Objekt und/oder ein anderes Motiv aufgezeichnet worden ist, wobei dann bei der Aufnahme des Zweithologramms das Objekt und/oder das andere Motiv von diesen Hologrammplatten rekonstruiert wird«

Im ersten Fall verschwindet dann für den Betrachter beim Verlassen des durch die Oeffnung des Ersthologramms gegebenen Bereiches das Bild des Objektes nicht mehr unmotiviert, sondern der Betrachter sieht jetzt die Mattscheiben, die das Bild des rekonstruierten Objektes verdecken. In, diesem Fall ist also zwar nicht der Gesamtbetrachtungsbereich bzgl. des Objektbildes, jedoch bzgl. des Gesamtbildes grosser geworden. Das ist insbesondere dann von grosser Bedeutung, wenn-.das Hologramm Laienbetrachtern zu Demonstrations- oder Werbezwecken vorgeführt wird.

Im zweiten Fall, wenn auf den seitlichen Hologrammplatten das Objekt mit aufgenommen worden ist, ergibt sich jedoch eine echte physikalische Vergrösserung des Betrachtungsbereiches. Der Betrachtungsbereich bzgl. des Objektbildes ist

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jetzt durch die Summe der Oeffnungen des Ersthologramms und der seitlichen Hologrammplatten gegeben.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den nachfolgend beschriebenen, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen dargestellt.

Dabei zeigt:

Fig. 1 die Herstellung eines Hologramms mit einem orthos kopischen, teilweise reellen Bild des Objektes, mit Mattscheiben als seitlichen körperlichen Gegenständen, in Seitenansicht, wobei die einzelnen Herstellungsschritte mit a) - c), und die endgültige Rekonstruktion vom Zweithologramm mit d) bezeichnet sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung in Fig. Id),

Fig. 3 die Herstellung eines Hologramms mit einem orthoskopischen, teilweise reellen Bild des Objektes, mit Hologrammplatten als seitlichen körperlichen Gegenständen, in Draufsicht,

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Hologramms mit

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orthoskopischem, mind, teilweise reellem Bild des Objektes, wobei die seitlichen körperlichen Gegenstände beschriftete Mattscheiben sind, in perspektivischer Ansicht, und

Fig. 5 die Herstellung eines Hologramms mit einem orthoskopischen, teilweise reellen Bild, wobei für die Aufnahme der seitlichen körperlichen Gegenstände am Ort des Zweithologramms eine besondere Platte vorgesehen ist.

In Fig. 1 a) ist ein Objekt 3 dargestellt, das mit vom kohärenten Lichtbündel Ref. 1 über einen Strahlteiler M 1 abgespaltenem Licht beleuchtet wird. Der den Strahlteiler Ml geradlinig durchtretende Teil des kohärenten Lichtbündels Ref. dient als Referenzlicht für das Ersthologramm 1. In der dargestellten Weise wird also am Ort des Ersthologramms 1 ein Hologramm des Objektes 3 aufgenommen.

In Fig. 1 b) wird das Objekt 3 b vom Ersthologramm 1 mittels des kohärenten Rekonstruktionslichtes Rek. 1 rekonstruiert. Wie ersichtlich, verläuft Rek. 1 entgegengesetzt kollinear zu Ref. 1. Das sich nach dem Durchtritt von' Rek. 1 durch das Ersthologramm 1 ergebende Licht-Wellenfeld W 1 erzeugt dann das reelle, pseudoskopische Bild 3 des Objektes 3.

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Wie in Fig. 1 c) dargestellt, wird nun an dem Ort des Bildes 3 des Objektes 3 zur Aufnahme des Zweithologramms 2 eine Photoplatte angeordnet. Die Platte ist bzgl. des rekonstruierten Bildes 3 des Objektes 3 derart plaziert, dass der eine Teil des Bildes hinter, und der andere Teil vor der Platte liegt. Es könnte jedoch die Platte auch so angeordnet werden,

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dass das Bild 3 des Objektes 3 die Platte nicht schneidet, vorzugsweise in Fig. Ic) die Platte links von 3 ^Γ angeordnet wäre. Seitlich des Wellenfeldes W 1 sind zwei Mattscheiben 4 und 5 vorgesehen, von denen jedoch nur die Mattscheibe 4 gezeichnet ist. Zur Aufnahme des Zweithologramms 2 wird das Bild 3 des Objektes 3 mittels des Rekonstruktionslichtes Rek. 1 vom Ersthologramm 1 rekonstruiert, und wird die Platte am Ort des Zweithologramms 2 mit dem kohärenten Referenzlicht Ref. 2 beaufschlagt. Die Mattscheiben M-, 5 werden gleichfalls kohärent beleuchtet, zweckmässigerweise wie dargestellt mittels eines über den Strahlteiler M 2 abgespaltenen Teiles des Referenzlichtes Ref. 2.

In Fig. 1 d) schliesslich wird das Zweithologramm 2 mit dem Rekonstruktionslicht Rek. 2 beaufschlagt. Rek. 2 hat zweckmässigerweise wieder die Richtung vom Ref. 1. Dann entsteht durch Rekonstruktion vom Zweithologramm 2 ein orthoskopisches

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Bild 3 des Objektes 3, dessen dem Beobachter A zugewandter Teil reell, und dessen abgewandter Teil virtuell er-

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scheint. Wäre das Bild 3 in Fig. Ic) vollständig ausserhalb rechts der Platte am Ort des Zweithologramms 2 erzeugt

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worden, so wäre das Bild 3 in Fig. 1 d) ganz reell. Ausser dem Bild 3 des Objektes 3 werden ausserdem noch die seitlichen Mattscheiben 4- ^Γ und 5 ^Γ (nicht gezeichnet) vom Zweithologramm 2 rekonstruiert.

Die Bedeutung der seitlichen Mattscheiben 4 und 5 bzw. ^ ^r

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und 5 ,- ist besonders gut aus Fig. 2 verständlich:

Dort werden die auf dem Zweithologramm 2 gespeicherten Mattscheiben 4 und 5 als 4 und 5 , sowie das Objekt 3 als

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orthoskopisches Bild 3 mittels des Rekonstruktionlichtes Rek. 2 rekonstruiert.

Während nun ohne die Seitemvände 4 und 5 für den Beobachter A jede bildliche Darstellung vom Zweithologramm 2 her plötzlich verschwindet, sobald er die gestrichelt gezeichnete, durch die rekonstruierte Oeffnung 1 des Ersthologramms 1 gegebenen Grenzen überschreitet, bleiben mit den Mattscheiben 4 und & diese auch beim Ueberschreiten der Grenzen F sichtbar. Wenn also der Beobachter B auch nicht mehr vom Objekt 3 sieht, also ohne die Mattscheiben 4,5, so hat er doch das Gefühl, dass das Objekt 3 hinter den dann ausschliesslich in sein Gesichtsfeld tretenden Mattscheiben

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5 verschwindet. Das ist von grosser psychologischer Bedeutung, besonders wenn das Hologramm zu Werbezwecken verwendet wird. Da der Beobachter A auch nach Ueberschreiten der Grenzen F als Beobachter B immer noch eine Hologrammrekonstruktion, nämlich die der Mattscheiben U, 5, sieht, ist sein Betrachtungsbereich also vergrössert.

In Fig. 3 sind die Mattscheiben H, 5 der Fig. 1 und 2 ersetzt durch Hologrammplatten I¹, l'¹.

In Fig. 3 a) wird das Objekt 3 dann nicht nur auf dem Ersthologramm 1 aufgezeichnet, sondern auch auf den Hologrammplatten 1', I¹¹. Zu diesem Zweck werden die Hologrammplatten I¹, l'¹ noch mit von Ref. 1 abgespaltenem kohärentem Referenlicht beaufschlagt. Die Abspaltung geschieht mittels der Strahlteiler M 3 und M 4.

Die Aufnahme des Zweithologramms 2 geht dann gemäss Fig. 3b) vor sich: Die Richtungen des Referenzlichtes Ref. 1, insoweit dieses das Ersthologramm 1 und die Hologrammplatten l^f, l^!t beaufschlagt hat, werden umgekehrt, so dass eine pseudoskopische Rekonstruktion des Objektes 3 als Bild 3 auf dem Zweithologramm 2 mittels-der Rekonstruktionsstrahlen Rek. 1, Rek. 1' und Rek. 1" stattfindet. Das Bild 3^Cr) des Objektes 3 auf dem Zweithologramm 2 wird jedoch nicht nur von

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dem Licht-Wellenfeld W 1 erzeugt, das nach dem Durchgang- des Rekonstruktionslichtes Rek. 1 durch das Ersthologramm 1 entsteht, sondern zusätzlich von den Wellenfeldern W 1' und W l^rt der Rekonstruktionslichtbündel Rek. I¹ und Rek. I¹¹.

Das hat, bei einer Rekonstruktion des Zweithologramms 2 gemäss Fig. 3 c) mittels des Rekonstruktionslichtes Rek. 2, das vorzugsweise wieder die Richtung von Ref.. 1 in Fig. 1 a) hat, die wichtige Folge, dass-jetzt der Beobachter A auch an den Orten B und C das orthoskopische, vor dem Zweithologramm reelle Bild 3 des Objektes 3 betrachten kann.

Bei dieser Aasführungsform hat sich also der physikalische Betrachtungsbereich des rekonstruierten, orthoskopischen Bildes 3 ^r gegenüber den in Fig. 2 angegebenen Grenzen F erheblich vergrössert.

Die in Fig. 4 dargestellte kastenförmige Anordnung der Platten des Ersthologramms 1 und der beschrifteten und mit Symbolen versehenen Mattscheiben H und 5 ermöglicht eine besonders praktische Aufnahme des Zweithologramms 2, also der Kopie des Mutterhologramms zwecks Umwandlung des pseudoskopischen in ein orthoskopisches Bild des Objektes, mit seitlichem Abschluss. Die Aufnahmetechnik geschieht wie zu Fig. 1 c) beschrieben. Es sind lediglich besondere kohärente Beleuchtungs-

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bündel Bel, 1 und Bel. 2 für die Mattscheiben 4 und 5 vorigesehen, während die kohärente Beleuchtung der Mattscheiben in Fig. 1 c) ja vom Referenzlicht Ref. 2 abgespalten würden.

Gemäss Fig. 5 werden die Seitenwände 4, 5 und das vom Ersthologramm 1 rekonstruierte Bild. 3 des Objektes 3 am Ort des Zwexthologrammes 2 auf zwei separaten Platten 2¹¹ und 2' unabhängig voneinander aufgenommen (Fig. 5a) und 5 b)). Bei der Betrachtung, d.h. Rekonstruktion des Zweithologramms nach Fig.5 c), werden die beiden Platten aufeinander gelegt, wodurch sich das gleiche Bild ergibt wie in Fig. 1 d). Die Anordnung nach Fig. 5 hat den Vorteil, den durch die Mattscheiben 4, 5 od. dgl. gegebenen seitlichen optischen Abschluss nur einmal gemäss Fig. 5 a) aufnehmen zu müssen.

Die Hologramme diverser Objekte können dann jeweils ohne seitliche Wände aufgenommen werden. Erst bei der Rekonstruktion vom Zweithologramm mittels des RekonstruktionsIxchtes Rek. 2 gemäss Fig. 5 c) erscheint dann der optische seitliche Abschluss wieder.

Wie schon oben angedeutet, ist es bei der mit Bezug auf Fig. geschilderten Methode natürlich nicht zwingend nötig, auf den Hologrammplatten 1' und I¹¹ das gleiche Objekt 3 aufzuzeichnen, wie auf dem Ersthologramm 1. Es könnten auf den

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Platten 1' und I¹¹ auch andere Motive aufgezeichnet werden, die dann bei einer Rekonstruktion gemäss Fig. 3c) den seitlichen optischen Abschluss bilden würden.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen eines Hologramms mit einem orthoskopischen, mindestens teilweise reellen Bild des Objektes, wobei das Objekt zunächst auf einem Ersthologramm aufgenommen wird, und das von diesem Ersthologramm, rekonstruierte Objekt dann auf einem Zweithologramm aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme des Zweithologramms (2) seitlich des das Objekt (3) vom Ersthologramm (l) rekonstruierenden Licht-Wellenfeldes (W 1) angeordnete körperliche Gegenstände (4, 5; 1'» I¹¹) mit auf dem Zweithologramm (2) aufgenommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als seitliche körperliche Gegenstände kohärent beleuchtete Mattglasscheiben (4r5) gewählt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als seitliche körperliche Gegenstände kohärent beleuchtete, mit Symbolen und/oder Bildern versehene Mattglasscheiben (4, 5) gewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als seitliche körperliche Gegenstände Hologrammplatten (I¹, I¹¹) gewählt werden, auf denen vorher das Objekt (3) oder ein anderes Motiv aufgezeichnet worden ist, und von diesen

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Hologrammplatten (I¹, 1") das Objekt (3)» ggfs. das andere Motiv, zwecks Aufnahme auf dem Zweithologramm (2) rekonstruiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4_t dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme des Zweithologramms (2) eine erste Platte (2¹) für die Aufzeichnung des vom Ersthologramm^ (l) rekonstruierten Objektes (3), und eine zweite Platte (2^f') für die Aufzeichnung der seitlichen körperlichen Gegenstände (4, 5) verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme des Zweithologramms (2) die Platte bzw. Platten (2¹, 2") derart am Ort des vom Ersthologramm (1) rekonstruierten Objektes (3) angeordnet wird bzw. werden, dass der eine Teil des rekonstruierten Objektes (3) vor, und der andere Teil des rekonstruierten Objektes (3) hinter der Platte bzw. den Platten (2¹, 2¹¹) liegt.

• Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die körperlichen Gegenstände (4,5 i l¹» 1") die Seitenwände eines Kastens bilden, dessen Stirnwände von dem Ersthologramm (l) und dem Zweithologramm (2) gebildet werden.

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8. Von einem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Hologramm rekonstruiertes orthoskopisch.es, mindestens teilweise reelles Bild, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem grösseren räumlichen Bereich (A, B, C) betrachtbar ist als bei einer Aufnahme ohne seitliche körperliche Gegenstände (4, 5; I¹, 1").

9. Bild nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (3) seitlich von den körperlichen Gegenständen (4,5) begrenzt erscheint.

10. Bild nach den Ansprüchen 8 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (3) in einem grösseren räumlichen Bereich (A, B, C) betrachtbar ist.

11. Verwendung des Bildes nach Anspruch 8 für den visuellen Unterricht, Demonstrationen und/oder Werbezwecke.

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