DE2503884A1

DE2503884A1 - Projektor fuer ein fokussiertbildhologramm

Info

Publication number: DE2503884A1
Application number: DE19752503884
Authority: DE
Inventors: Michael Thomas Gale; David Leslie Greenaway
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1975-01-30
Publication date: 1975-07-31
Also published as: FR2259385A1; NL7501040A; IT1028203B; US3924925A; BE824950A; JPS50109746A; AU7758275A; FR2259385B3; SE7500946L

Description

7769-74/Dr.v.B/Ro. ·

RCA 65,551

GB-PA- 04226/74 -

Filed: January 30, 1974

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

Projektor für ein Fokussiertbildhologramm.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen Projektor zur Wiedergabe farbiger oder schwarz-weißer Bilder und im speziellen einen Projektor zur Wiedergabe von Rekonstruktionen frequenz-codierter Fokussiertbildhologramme.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Projektor zur Wiedergabe eines farbigen Bildes mittels eines FokussiertbiId-, hologrammes, welches in einer vorgegebenen Ebene angeordnet ist und mehrere ebene, parallele Beugungsgitter enthält, die vorge-: gebene, unterschiedliche Raumfrequenzen haben und entsprechend verschiedenen Farbanteilen des farbigen Bildes, für die sie jeweils einen räumlichen Träger bilden, moduliert sind, mit

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einer Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten des Hologrammes mit einem nichtkohärenten Lichtbündel, das einen vorgegebenen Winkel mit einer Normalen zu der vorgegebenen Ebene bildet und eine spektrale Zusammensetzung mit einem Spektralanteil für jeden der verschiedenen Farbanteile hat, und mit einer nur auf die Erste Ordnung des von den jeweiligen Beugungsgittern ausgehenden gebeugten Lichtes ansprechende Projektionsvorrichtung zum Projizieren des farbigen Bildes auf einen Bildschirm.

Es sind insbesondere in der Mikrofilmtechnik Projektoren für farbige oder schwarz-weiße Bilder bekannt, die typischerweise eine fadenartige Lichtquelle, eine Kondensoroptik sowie ein Projektionsobjektiv enthalten und Bilder von in konventioneller Weise verarbeiteten photographischen Mikrofilmen auf einen Bildschirm zu projizieren gestatten. Häufig sind mehrere getrennte Bilder in einer rechteckigen Anordnung in einem einzigen Mikrofilmblatt oder einer als "Microfiche" bezeichneten Karte enthalten, die mittels eines Microfiche-Lesegerätes nacheinander wiedergegeben werden. Ein wesentlicher Nachteil solcher Projektoren besteht darin, daß farbige Microfiches, insbesondere in Relation zu schwärζ-weißen, sehr teuer sind. Auch bei Herstellung großer Mengen farbiger Microfiches, z.B. für Katalogzwecke, können die Kosten pro Karte prohibitiv sein.

Für viele andere Anwendungen stellt die holographische Bildspeicherung eine zweckmäßigere Alternative zur konventionellen Photographie dar, siehe z.B. die Veröffentlichung von W.J. Hannan u.a. "Holotape^ : A Low-Cost Prerecorded Television System Using Holographie Storage", Jour. SMPTE, Band 82, Nr. 11, Seiten 905-915 (11/1973). Ein Hauptvorteil der Holographie sind die geringen Kosten für die Vervielfältigung, insbesondere von Relief-Phasenholograiranen, in größeren Mengen, siehe insbesondere die US-PS 3 758 649 und die Veröffentlichung von R.A. Bartolini u.a. "Replication of Relief-Phase Holograms for Prerecorded Video", Jour. Electrochem. Soc., Band 120, Nr.10, Seiten 1408-1413 (10/1973).

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Von den verschiedenen bekannten Hologrammtypen eignen sich Fokussiertbildhologramme besonders gut für Mikrofilme oder MikroVeröffentlichungen. Bei der Fokussiertbildholographie werden die Bilder als modulierte Beugungsgitter gespeichert und vorzugsweise mit weißem Licht rekonstruiert; für die Rekonstruktion sind also keine Laser erforderlich. Für die Farbcodierung von Fokussiertbildholograinmen gibt es verschiedene Möglichkeiten, siehe z.B. die Veröffentlichung von K. Biedermann "Image Encoding In Modulated Gratings From 1899 to 1970", Optica Acta, Band 17, Nr. 8, Seiten 631-635 (8/1970). Eine Möglichkeit, die mit der Forderung nach einfachen und preiswerten Projektionsgeräten vereinbar ist, stellt die Freguenzcodierung dar, bei der parallele-Gitter unterschiedlicher Trägerfrequenzen mit den Farbanteilen des Bildes moduliert werden. Bisher erforderte die Projektion von frequenz-codierten Fokussiertbildholograinmen jedoch verhältnismäßig komplizierte und teuere Geräte, die z.B. eine Anordnung von linienartigen Lichtquellen für die Beleuchtung der Hologramme und eine entsprechende Anordnung von lichtundurchlässigen Stäben für die Decodierung des von den Hologrammen gebeugten Lichtes enthalten mußten, siehe z.B. die Veröffentlichung von W.E. Glenn "New Color Projection System", Jour. Optical Soc. of America, Band 48, Nr. 11 (11/1958).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel des Standes der Technik zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch einen Projektor zur Wiedergabe eines farbigen Bildes mittels eines Fokussiertbildhologrammes, wie er oben spezifiziert ist, gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eines der Beugungsgitter in der vorgegebenen Ebene im wesentlichen parallel zu einer vorgegebenen Längsachse orientiert ist und keines der Beugungsgitter im wesentlichen senkrecht zu dieser Längsachse orientiert ist; daß die Beleuchtungsvorrichtung eine fadenartige Lichtquelle mit (a) einer relativ großen Längsabmessung, welche im wesentlichen parallel zu der vorgegebenen Längsachse orientiert ist, und (b) einer relativ kleinen Breiten- oder

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Querschnittsabmessung, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse orientiert ist, und ferner eine optische Anordnung enthält, die aus dem Licht von der Lichtquelle das erwähnte nichtkohärente Lichtbündel mit einem solchen Verlauf erzeugt, daß der vorgegebene Winkel in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse verläuft; daß die Projektionsvorrichtung ein räumliches Filter mit einem schmalen longitudinalen Spalt enthält, dessen Längsrichtung längs der vorgegebenen Längsachse orientiert ist; und daß die unterschiedlichen Raumfrequenzen der verschiedenen Beugungsgitter so gewählt sind, daß durch den Spalt nur die Spektralanteile der Ersten Ordnung des gebeugten Lichtes der Beugungsgitter fällt, welche den den jeweiligen Beugungsgittern aufmodulierten Farbanteilen des Bildes entsprechen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Projektors gemäß der Erfindung, der mit einem einzigen Beleuchtungsbündel für ein frequenz-codiertes Fokussiertbildhologramm arbeitet;

Fig. 2 ein einfaches Beispiel eines Hologrammes für den Projektor gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Einbündel-Beleuchtungsgeometrie der Projektoren gemäß Fig. 1 und 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungs*- form eines Projektors gemäß der Erfindung, die mit einer Zweibündel-Beleuchtung von frequenz-codierten Fokussiertbildhologrammen des in Fig. 2 dargestellten Typs arbeitet;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Teiles einer anderen Ausführungsform, die mit einer Beleuchtung durch zwei Bündel arbeitet;

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Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Aufzeichnung eines Hologrammes, das mit dem vorliegenden Projektor wiedergegeben werden kann und

Fig. 9 eine schematische Darstellung mehrerer Beispiele anderer Hologrammaufzeichnungsgeometrien mit den zugehörigen Projektor-Beleuchtungsgeometrien.

Fig. 1 zeigt einen Projektor 10, der ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und eine Quelle 12 für weißes Licht 14 enthält, das in der dargestellten Ebene oder Dimension durch eine Kondensorlinse 16 kollimiert wird. Aus der Kondensorlinse 16 tritt ein kollimiertes Lichtbündel 18 aus, das auf ein frequenz-codiertes Fokussiertbildhologramm 20 für durchfallendes Licht unter einem Winkel θ bezüglich einer Normalen 22 zum Hologramm fällt. Das Fokussiertbildhologramm enthält typischerweise drei einander überlagerte ebene parallele Beugungsgitter, die jeweils mit einem anderen Farbanteil eines Originalbildes moduliert sind und jeweils eine andere, einem der Farbanteile zugeordnete Raumfrequenz haben. Ein einfaches Beispiel für das Fokussiertbildhologramm 20 ist in Fig. 2 ähnlich wie in der einzigen Figur der oben erwähnten Veröffentlichung in "Optica Acta" dargestellt. Die Raumfrequenzen der Beugungsgitter entsprechen dabei den Primärfarben Blau (mittlere Wellenlänge X_b = 4600 S), Grün (mittlere Wellenlänge X = 53OOÄ) und Rot (mittlere Wellenlänge λ - 6500 R) und werden mit S,, S bzw. S_x bezeichnet. Die Raumfrequenzen S, , S und S errechnen sich aus der Gleichung:

SxX= sin Θ, (1)

so daß jedes Beugungsgitter des Fokussiertbildhologrammes seine entsprechende Primärfarbe in eine Erste Ordnung-Richtung beugt, die bezüglich der Normalen 22 des Hologrammes zentriert ist.

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Für einen typischen Wert von θ = 20° haben S,, S und S die Werte 744, 645 bzw. 526 Linien pro Millimeter.

Das in die Erste Ordnung gebeugte Licht 24, das senkrecht zum Fokussiertbildhologramm 20 aus diesem austritt, wird mittels einer Abbildungslinse 26 so fokussiert, daß drei Farbspektren in der Ebene eines räumlichen Filters 28 entstehen, dessen Abstand von der Abbildungslinse 26 gleich deren Brennweite ist. Das räumliche Filter 28 läßt die benötigten Teile der durch die drei Beugungsgitter des Fokussiertbildholograinmes 20 gebeugten und auf das Filter auffallenden Farbspektra durch und sperrt die restlichen Teile dieser Spektra. Das durchgelassene Licht 30 wird dann mittels eines Projektionsobjektivs 32 auf einen geeigneten Bildschirm 34 geworfen, auf dem dann eine Rekonstruktion des im Fokussiertbildhologramm 20 aufgezeichneten Bildes in vollen Farben, vorzugsweise in Transmission, betrachtet werden kann. Ein typischer Bildschirm 34 kann eine bekannte Fresnellinsen-Diffuser-Kombination enthalten.'

Wegen der Parallelität der drei Gitter des Fokussiertbildholograinmes 20 sind die Elemente des Projektors 10, die seine Colorimetrie beeinflussen, auf nur eine Ebene beschränkt. Die Lichtquelle 12 kann daher eine Quarz-Halogen-Lampe sein, die einfach einen langen, dünnen Glühfaden enthält, der parallel zur Richtung der Gitterlinien (und senkrecht zu der in Fig. 1 dargestellten Schnittebene) verläuft. Die Breite oder der Durchmesser einer solchen fadenförmigen Lichtquelle 12 ist zwar durch den Wellenlängenbereich beschränkt, der für die Primärfarben annehmbar ist, ihre Länge ist jedoch in der Hauptsache nur durch die Fähigkeit der Kondensorlinse 16 beschränkt, das Licht 14 zu sammeln und auf das Fokussiertbildhologramm 20 zu richten. Die Lichtquelle 12 hat typischerweise einen Glühfaden mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter und einer Länge von etwa 20 Millimeter, und eine Nennleistung von etwa 200 Watt. Das räumliche Filter 28 kann dann einfach ein auf der Achse angeordneter Spalt sein, der sich parallel zum Glühfaden der Lichtquelle 12 erstreckt und typischerweise ebenfalls eine Breite von

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etwa einem Millimeter und eine Länge von etwa 20 Millimeter hat.

Fig. 3 zeigt einen Projektor 36, der eine Abwandlung des einfachen Projektors 10 gemäß Fig. 1 darstellt und eine ähnliche, vorzugsweise ebenfalls fadenartige Lichtquelle 12 enthält, deren Licht 14 wieder durch eine Kondensorlinse 16 zu einem parallelen Lichtbündel 18 kollimiert wird. Das kollimierte Licht 18 von der Kondensorlinse 16 fällt auf ein entsprechendes frequenzcodiertes Fokussiertbildhologramm 20 unter dem gleichen Winkel θ bezüglich der Hologramm-Normalen 22. Das in die Erste Ordnung gebeugte Licht 24, das senkrecht aus dem Fokussiertbildhologramm 20 austritt, wird dann durch ein Projektionsobjektiv 38 gesammelt, das das Licht 24 selbst fokussiert, so daß drei Farbspektra in der Ebene eines entsprechenden räumlichen Filters 28 entstehen, welches vorzugsweise wieder einen auf der Achse angeordneten Spalt hat. Das Projektionsobjektiv 38 projiziert ferner das vom räumlichen Filter 28 durchgelassene Licht 40 auf einen entsprechenden Bildschirm 34. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 entfällt nicht nur die bei dem' in Fig. 1 dargestellten Projektor 10 erforderliche Abbildungslinse 26, vielmehr kann auch das Projektionsobjektiv 38 näher am Fokussiertbildhologramm 20 angeordnet und dadurch die Anforderungen an die öffnung des Objektivs verringert werden.

Die in den Fig.· 1 und 3 dargestellten Projektoren 10 und lassen sich einfach für die Wiedergabe von Schwarz-Weiß -Rekonstruktionen von sowohl frequenz-codierten als auch Einfrequenz-Fokussiertbildhologrammen abwandeln, in dem einfach das räumliche Filter 28 bzw. der Spalt entfernt wird. Auch konventionelle photographische Färb- oder Schwarz-Weiß-Transparentbilder können auf den Bildschirm 34 projiziert werden, nachdem hinter die Kondensorlinse 16 ein Prisma oder anderes optisches Bauteil (nichtdargestellt) eingesetzt worden ist, das eine Beleuchtung eines anstelle des Fokussiertbildhologrammes 20 eingesetzten Transparentbildes mit im wesentlichen senkrechten Lichteinfall gewährleistet.

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Weitere Ausführungsformen des vorliegenden Projektors ergeben sich aus der Tatsache, daß das in die Erste Ordnung gebeugte Licht 24, das bei den Projektoren gemäß Fig. 1 und 3 senkrecht aus dem Fokussiertbildhologramm 20 austritt, nur das eine von zwei gebeugten Bündeln Erster Ordnung ist, wie Fig. 4 zeigt. Das andere gebeugte Bündel 40 der Ersten Ordnung tritt auf der gegenüberliegenden Seite im gleichen Winkel θ bezüglich des nichtgebeugten Lichtes 42 oder der Nullten Ordnung aus dem Fokussiertbildhologramm 20 aus. Man kann also das kollimierte Licht 18 von der Kondensorlinse 16 unter einem von zwei entgegengesetzt gleichen Winkeln θ bezüglich der Hologramm-Normalen 22 auf das Fokussiertbildhologramm 20 fallen lassen, um ein senkrecht aus dem Hologramm austretendes gebeugtes Bündel Erster Ordnung zu erzeugen.

Fig. 5 zeigt einen Teil eines Projektors 44, bei dem eine vorzugsweise fadenförmige Lichtquelle 12 ähnlich der in den Projektoren gemäß Fig. 1 und 3 im gemeinsamen Fokus zweier Kollimatorspiegel 46 und 48 angeordnet ist, die typischerweise in der dargestellten Ebene oder Richtung den komplementären Hälften ein und desselben Paraboloids entsprechen. Die Kollimatorspiegel 46 und 48, die sich ohne Schwierigkeiten preiswert durch bekannte Metallverarbeitungsverfahren herstellen lassen, sind so geneigt, daß ein freguenz-codiertes Fokussiertbildhologramm 20 ähnlich dem gemäß Fig. 1 und 3 durch 'zwei kollimierte Bündel 50 und 52 mit ebenen Wellenfronten unter entgegengesetzt gleichen Winkeln θ bezüglich der Hologramm-Normalen 22 beleuchtet wird. Durch eine Blende 54 wird verhindert, daß das von der Lichtquelle 12 nach vorne emittierte Licht das Fokussiertbildhologramm 20 ebenfalls erreicht. Die Blende 54 erstreckt sich ähnlich wie die Lichtquelle 12 parallel zur Richtung der Gitterlinien des Hologramms 20. Die beiden zusammenfallenden gebeugten Bündel Erster Ordnung, die aus den kollimierten Bündeln 50 und 52 resultieren, vereinigen sich und bilden das gebeugte Licht 24, das senkrecht zum Fokussiertbildhologramm

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aus diesem austritt. Der anschließende Teil des Projektors kann dem des Projektors gemäß Fig. 1 oder gemäß Fig. 3 entsprechen. Durch die Spiegel 46 und 48 kann beim Projektor .44 eine große effektive Kondensorapertur verwirklicht werden, was eine besonders gute Ausnutzung des von der Lichtquelle 12 emittierten Lichtes ergibt.

Eine Beleuchtung durch zwei Bündel kann auch so erfolgen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, die einen Teil eines Projektors 56 zeigt, bei dem das Licht von einer vorzugsweise linien- oder fadenförmigen Lichtquelle 12 durch einen parabolischen Spiegel 58 kollimiert wird und dann auf ein Prisma 60 fällt. Das Prisma 60 spaltet das kollimierte Lichtbündel in zwei Teilbündel 64 und 66 auf, die ihrerseits unter entgegengesetzt gleichen Winkeln θ bezüglich der Hologramm-Normalen 22 auf ein ' Fokussiertbildhologramm 20 fallen. Durch eine Blende 68 wird verhindert, daß das von der Lichtquelle 12 nach vorne abgestrahlte Licht das Prisma 60 erreicht. Anschließend an das Fokussiertbildhologramm 20 kann der Projektor 56 wieder dem Projektor gemäß Fig. 1 oder dem gemäß Fig. 3 entsprechen. Auch die Anordnung gemäß Fig. 6 zeichnet sich durch ein kompaktes Kondensorsystem mit hohem Wirkungsgrad aus.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung 69 des in Fig. 6 dargestellten Teiles des Projektors 56, bei der das Licht von einer entsprechenden Lichtquelle 12 durch eine Kombination von Kondensorlinsenelementen 70 kollimiert wird, bevor es auf ein ähnliches oder entsprechendes Bündelteilerprisma 60 fällt. Bei einer solchen Anordnung-werden also keine Kollimatorspiegel benötigt, wie sie in Fig. 5 und 6 dargestellt sind.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann es sich bei dem in Fig. 2 dargestellten Fokussiertbildhologramm um eines von mehreren· solcher Hologramme handeln,- die in einer geeigneten Karte enthalten sind und durch einen der in den Fig. 1, 3, 5, 6 und 7 dargestellten Projektoren nacheinander wiederge-

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geben werden können. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, insbesondere in der Mikrofilmtechnik, um eine x-y-Bewegung einer solchen Karte, also eine Verschiebung der Karte in zwei in ihrer Ebene gelegenen Richtungen, zu bewirken. Typischerweise können 40 frequenz-codierte Fokussiertbildhologramme, die jeweils etwa 10 mm χ 14 mm groß sind, in einer 10 χ 4-Anordnung wie folgt hergestellt werden.

Von jedem ursprünglichen Objekt wird, gegebenenfalls durch Verkleinerung, ein Farbtransparentbild vorgegebener Größe hergestellt, das dann durch geeignete Farbfilter auf eine photographische Platte abgebildet wird, so daß drei Farbauszugpositive entstehen. Anschließend erfolgt dann eine holographische Aufzeichnung, z.B. mittels eines Systems 72, das in Fig. 8 dargestellt ist und einen konventionellen Helium-Cadmium-Laser 74 enthält, der ein kohärentes Lichtbündel 76 liefert. Das Lichtbündel 76 fällt auf einen teildurchlässigen Spiegel 77, der das Lichtbündel 76 in einen reflektierten ersten Teil 78 und einem durchgelassenen zweiten Teil' 80 aufspaltet. Der erste Teil 78 wird dann mit Hilfe einer entsprechenden optischen Anordnung durch eines der Farbauszugpositive, z.B. das Grünfarbauszugpositiv 82 geworfen. Das entstehende, durch das Grünfarbauszugpositiv 82 modulierte Licht 84 wird seinerseits auf eine Photolackplatte 86 abgebildet. Aus dem zweiten Teil 80 des kohärenten Lichtbündels 76 werden mit Hilfe von teildurchlässigen Spiegeln 94 und 96 und einem reflektierenden Spiegel 98 drei Referenzbündel 88, 90 bzw. 92 erzeugt. Die Spiegel 94, 96 und 98 sind so angeordnet, daß die Referenzbündel 88, 90 und 92, die dem Rot-, Grün- bzw. Blaufarbauszugpositiv entsprechen, vorgegebene, verschiedene Winkel mit dem das Objekt- oder Informationsbündel bildenden modulierten Licht 84 bilden. Das benötigte Referenzbündel, z.B. das Grünreferenzbündel 90, wird dann auf die Photolackplatte 86 abgebildet während die anderen Referenzbündel 88 und 92 durch Verschlüsse 100 von ihr ferngehalten werden. Das das Objektbündel bildende Licht 84 und das Referenzbündel 90 interferieren dann an der Photolackplatte 86 und dabei wird auf

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dieser ein Relief-Phasen-Fokussiertbildhologramm aufgezeichnet. Durch aufeinanderfolgende Belichtungen unter Verwendung der anderen Farbauszugpositive sowie der zugehörigen Referenzbündel werden auf der Photolackplatte 86 drei solcher FokussiertbiIdhologramme übereinander aufgezeichnet, jedes Hologramm entspricht dabei einem anderen Farbauszugpositiv und hat eine Trägerfrequenz entsprechend dem Winkel des zugehörigen Referenzbündels. Anschließend wird der Photolack der Photolackplatte 86 entwickelt und die in dieser gebildeten überlagerten Hologramme werden auf bekannte Weise vervielfältigt, z.B. in dem eine Metallmutter hergestellt und in transparenten.Kunststoff gepreßt wird, siehe z.B. die bereits erwähnte US-PS 3 758 649 und die Veröffentlichung in "Jour. Electrochem.Soc.", Band 120, Nr. 11, Seiten 1408-1413.

Zur Herstellung der oben beschriebenen frequenz-codierten Fokussiertbildholograirane können auch andere, einschließlich synthetische, Verfahren und Systeme verwendet werden. Die Hologramme brauchen auch nicht ebene Beugungsgitter zu enthalten. D.h. daß für jeden Farbanteil des ursprünglichen Bildes ein entsprechendes Fokussiertbildhologramm durch die Interferenz zweier kohärenter Wellenfronten, die keine ebenen parallelen Lichtbündel sind, aufgezeichnet werden kann. Die generellen Anforderungen für den vorliegenden Projektor bestehen darin, daß die Wellenfrontgeometrie der auf das frequenz-codierte Fokussiertbildhologramm auffallenden Lichtwelle (z.B.. das Lichtbündel 18 in Fig. 1 und 3 sowie jedes der Lichtbündel 50 und in Fig. 5 bzw. 64 und 66 in den Fig. 6 und 7) konjugiert zur Wellenfrontgeometrie des bei der Aufzeichnung des Hologrammes verwendeten Referenzbündels (z.B. des Bündels 88, 90 bzw. 92 in Fig. 8) sein und so auffallen muß (z.B. unter dem Winkel θ in den Fig. 1, 3, 5, 6 und 7), daß jeder modulierte Träger die Lichtwelle unter Rekonstruktion eines reinen Spektrums in der Ebene des räumlichen Filters beugt. Fig. 9 zeigt fünf Beispiele a, b, c, d und e möglicher Geometrien für die Aufzeichnung der

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Hologramme (linke Seite) und entsprechender Projektorgeometrien für die Rekonstruktion (rechte Seite). Bei allen Beispielen ist die Welle oder das Lichtbündel, das senkrecht zur Aufzeichnungsebene des Hologramms"verläuft, das Objekt- oder Informationsbündel. Die Projektoroptik is-t in keinem Falle dargestellt.

Bei dem vorliegenden Projektor kann man für die Wiedergabe farbiger und schwarz-weißer Bilder selbstverständlich auch andere, nichtdargestellte Kombinationen der verschiedensten bekannten optischen Komponenten verwenden.

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Claims

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Patentanspr ü c he

Projektor zur Wiedergabe eines farbigen Bildes mittels eines Fokussiertbildhologrammes, welches in einer vorgegebenen Ebene angeordnet ist und mehrere ebene, parallele Beugungsgitter enthält, die vorgegebene, unterschiedliche Raumfrequenzen haben und entsprechend verschiedenen Farbante'ilen des farbigen Bildes, für die sie jeweils einen räumlichen Träger bilden, moduliert sind,

mit einer Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten des Hologrammes mit einem nichtkohärenten Lichtbündel, das einen vorgegebenen Winkel mit einer Normalen zu der vorgegebenen Ebene bildet und eine spektrale Zusammensetzung mit einem wellenlängenmäßigen Spektralbereich für jeden der verschiedenen Farbanteile hat, und mit einer nur auf die Erste Ordnung des von den jeweiligen Beugungsgittern ausgehenden gebeugten Lichtes ansprechende Projektionsvorrichtung zum Projizieren des farbigen Bildes auf einen Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß

a) mindestens eines der Beugungsgitter in der vorgegebenen Ebene im wesentlichen parallel zu einer vorgegebenen Längsachse orientiert ist und keines der Beugungsgitter im wesentlichen senkrecht zu dieser Längsachse orientiert ist;

b) daß die Beleuchtungsvorrichtung eine fadenartige Lichtquelle (12) mit einer relativ großen Längsabmessung, welche im wesentlichen parallel zu der vorgegebenen Längsachse orientiert ist, und .einer relativ kleinen Querschnittsabmessung, die im wesentlichen senkrecht zu der vorgegebenen Längsachse orientiert ist, sowie eine optische Anordnung (16? 46, 48; 58; 70) enthält, die aus dem Licht (14) von der Lichtquelle (12) das erwähnte nichtkohärente Lichtbündel mit einem solchen Verlauf erzeugt, daß der vorgegebene Winkel in einer Ebene liegt,.die im wesentlichen senkrecht zu der vorgegebenen Längsachse verläuft;

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c) daß die Projektionsvorrichtung (26, 28, 32; 28, 38;) ein räumliches Filter (28) enthält, in dem ein enger, longitudinaler Spalt vorgesehen ist, dessen Längsrichtung entlang der Längsachse orientiert ist und daß

d) die vorgegebenen unterschiedlichen Raumfrequenzen der verschiedenen Beugungsgitter so gewählt sind, daß durch den Spalt jeweils nur der spektrale Wellenlängenbereich des in die Erste Ordnung gebeugten Lichtes von den Beugungsgittern fällt, welcher dem dem betreffenden Beugungsgitter aufmodulierten Parbanteil des Bildes entspricht.
2.) Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei der Beugungsgitter in der vorgegebenen Ebene im wesentlichen parallel zu der vorgegebenen Längsachse orientiert sind.
3.) Projektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß insgesamt drei Beugungsgitter vorhanden sind und daß alle drei Beugungsgitter in der vorgegebenen Ebene im wesentlichen parallel zu der vorgegebenen Längsachse orientiert sind.
4.) Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsvorrichtung ein Projektionsobjektiv (32) enthält, das lediglich das durch den Spalt fallende gebeugte Licht auf den Bildschirm (34) abbildet.
5.) Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die optische Anordnung der Beleuchtungsvorrichtung eine Einrichtung (46, 48; 58, 60; 60, 70) enthält, die das Licht von der Lichtquelle (12) sammelt und aus ihm zwei nichtkohärente Lichtbündel (50, 52? 64, 66) erzeugt, die auf das Hologramm unter Neigungswinkeln bezüglich der Normalen zu der vorgegebenen Ebene einfallen, welche in einer zur Längsachse im wesentlichen senkrechten Ebene liegen und dem Betrag nach gleich dem vorgegebenen Winkel sind, und daß die beiden nichtkohärenten Lichtbündel symmetrisch beidseits der Normalen zu^!der vorgegebenen Ebene des Hologramms verlaufen.

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6.)Projektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Sammeln des Lichtes zwei Reflektoren (46, 48) enthält, die die Lichtquelle (12) teilweise umgeben; daß der erste Reflektor (46) auf der einen Seite einer durch die Normalen zu der vorgegebenen Ebene und die Längsachse definierten Mit'telebene liegt und eine solche Krümmung hat, daß das Licht von der Lichtquelle durch ihn in Form des ersten nichtkohärenten Lichtbündels (50) reflektiert wird; daß der zweite Reflektor (48) symmetrisch auf der anderen Seite der Mittelebene angeordnet ist und eine solche Krümmung hat, daß das Licht der Lichtquelle von ihm unter Bildung des zweiten nichtkohärenten Lichtbündels reflektiert wird; und daß zwischen der Lichtquelle und dem Hologramm eine Blende (54) angeordnet ist, die verhindert, daß das Licht von der Lichtquelle das Hologramm direkt, also ohne vorherige Reflexion an einem der Reflektoren, beleuchtet.
7.) Projektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Sammeln des Lichtes einen parabolischen Reflektor (58), der die Lichtquelle (12) teilweise umgibt und ein paralleles Lichtbündel erzeugt, das senkrecht zu der vorgegebenen Ebene verläuft und auf das Hologramm gerichtet ist, ferner ein zwischen der Lichtquelle und dem Hologramm im Wege des parallelen Lichtbündels (62) angeordnetes Prisma (60), das aus dem parallelen Lichtbündel die beiden nichtkohärenten Lichtbündel (64, 66) erzeugt, und eine Blende (68) enthält, die zwischen der Lichtquelle (12) und dem Prisma (60) angeordnet ist und verhindert, daß das Licht von der Lichtquelle ohne vorherige Reflexion an dem parabolischen Reflektor (58) das Prisma (60) direkt beleuchtet.
8.) Projektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Sammeln des Lichtes eine Linsenanordnung (70), die zwischen der Lichtquelle (12) und dem Hologramm (20) angeordnet ist und ein senkrecht zum Hologramm verlaufendes paralleles Lichtbündel erzeugt, und

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ein Prisma (60), das im Wege des parallelen Lichtbündels zwischen der Linsenanordnung (70) und im Hologramm (20) angeordnet ist und das Licht des parallelen Lichtbündels in die beiden nichtkohärenten Lichtbündel (64, 66) umformt.

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