DE2706828A1

DE2706828A1 - Holographisches aufzeichnungs- und wiedergabesystem

Info

Publication number: DE2706828A1
Application number: DE19772706828
Authority: DE
Inventors: Makoto Kato; Isao Satoh
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1977-09-01
Also published as: JPS52100249A; GB1567694A; US4104489A; DE2706828C2; GB1567693A; JPS6034754B2

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die holographische Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und insbesondere auf ein System zum Aufzeichnen einer Folge zweidimensionaler Hologramme mit jeweils einem Muster binärer Signale entlang einer Spur eines fotografischen Materials. Die Erfindung dient besonders vorteilhaft zur Aufzeichnung von Tonsignalen auf einer Platte.

Als eine Alternative zu der herkömmlichen mechanischen Rillenaufzeichnung wurde zum Aufzeichnen von Video- und/oder

3C Ton-Information a\if einer fotoempfindlichen Platte die optische Dichteaufzeichnung unter Verwendung eines Laserstrahls vorgeschlagen. Da diese optische Aufzeichnung die Verwendung eines berührungslosen Wandlers bei der Wiedergabe zuläßt, kann das Problem der Qualitätsverschlechterung der aufgezeichneten Information vollständig ausgeschaltet werden. Um die Aufzeichung

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eines analogen Signals mit hoher Qualität zu ermöglichen, muß das Signal zuerst quantisiert werden und jedes quantisierte Signal in eine Folge binärer Signale codiert werden. Ein Lösungsweg, der vorgeschlagen wurde, besteht darin, solche binären Signale Binärstelle für Binärstelle aufzuzeichnen. Dies macht es erforderlich, daß die Signale auf einer Spur von 1 yum aufgezeichnet werden, was folglich für die Wiedergabe die Verwendung eines kostspieligen Mechanismus für eine hoch-präzise Nachführung und die Strahlfokussierung auf der gewünschten Spur einschließt. Wegen der schmalen Spurbreite ist die aufgezeichnete Information weniger unempfindlich gegen Einwirkungen durch Staub und Kratzer, die ein Problem darstellen, das die Vorteile der optischen Dichteaufzeichnung etwas herabsetzt.
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Als eine Lösung derartiger Probleme wurde die Fouriertransformationsholographie in Betracht gezogen. Zur Bildung einer Aufzeichnung eines Fouriertransformationshologramms werden binäre Signale in ein zweidimensionales Muster binärer optischer Dichten umgesetzt und die Interferenzstreifenmuster dieser optischen Information werden als eine Hologrammeinheit auf fotografisches Material aufgezeichnet. Es ist jedoch notwendig, daß das Aufzeichnungsmaterial während der Belichtung mit dem einfallenden Laserstrahl im wesentliehen bewegungslos ist, um Interferenzmuster mit einem brauchbaren Schärfeausmaß zu erhalten. Es wurde festgestellt, daß die während der Belichtung von dem Aufzeichnungsmaterial zurückgelegte Strecke unterhalb eines Achtels des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Interferenzstreifen des aufgezeichneten Hologramms gehalten werden muß. Bei einem Lösungsweg, der zur Erfüllung dieser Erfordernis vorgeschlagen worden ist, wird die eindimensionale Fouriertransformationsholographie verwendet. Das eindimensionale Hologramm ist die Aufzeichnung einer Reihe seitlich in Abstand, stehender streifenartiger Muster, die aufeinanderfolgend entlang der Spur angeordnet sind, wobei jedes des sich über die Breite der Spur erstreckenden streifenartigen Muster das Fourierspektrum darstellt, während sich zur Darstellung der binären Information die optische Dichte eines jeden Streifens längs der Spur

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ändert. Dieses Aufzeichnungsverfahren kann als ein Kompromiss zwischen der direkten Aufzeichnung von einer Binärstelle nach der anderen und der Aufzeichnung des zweidimensionalen Hologramms betrachtet werden, da es der ersteren in Hinblick auf die zeitlich veränderte Komponente der aufgezeichneten Information ähnlich ist und mit der letzteren eine Ähnlichkeit hinsichtlich der Ausbildung der Interferenzstreifen hat. Es bleibt jedoch gegenüber der Aufzeichnung zweidimensionaler Hologramme hinsichtlich der Informationsredundanz und der für die Fokussier- und Servomechanismen erforderlichen Genauigkeitstoleranz zurück.

Das Konzept der Aufzeichnung einer Folge zweidimensionaler Fouriertransformationshologramme wurde dadurch beeinträchtigt, daß unter Verwendung üblicherweise zur Verfügung stehender Verfahren die vorgenannten Erfordernisse nur erfüllt werden können, wenn eine außerordentlich lange Zeitdauer für die Aufzeichnung zulässig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signal-Aufzeichnungssystem zu schaffen, das die Aufzeichnung einer Folge scharfer zweidimensionaler Fouriertransformationshologramme von optisch umgesetzten binären Informationen im wesentlichen in Echtzeit erlaubt.

Ferner soll mit der Erfindung zweidimensionale Fouriertransformationsholographie angegeben werden, die die Aufzeichnung und die Wiedergabe von Tonsignalen mit hoher Naturtreue und weitem Dynamikbereich zuläßt.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein holographisches Informationsaufzeichnungssystem geschaffen werden, bei dem die aufgezeichnete Information eine beträchtliche Redundanz hat, die sie gegen Staub und Kratzer unempfindlich macht.

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Ferner soll das erfindungsgemäße holographische InformationsaufZeichnungssystem das Aufzeichnen einer großen Informationsmenge ermöglichen.

Mit dem erfindungsgemäßen holographischen Informationsauf zeichnungs- und -Wiedergabesystem soll ferner^die Notwendigkeit eines hoch-präzisen Antriebsmechanismus ausgeschaltet werden.

Erfindungsgemäß weist das holographische Aufzeichnungssystem ein ausgefluchtetes Paar aus einer ersten und einer zweiten Fouriertransformationslinse, eine "Seiten"-Zusammensetzvorrichtung bzw. einen "Seiten"-Mischer mit einer Anordnung elektrooptischer Wandler, die in der Fouriertransformationsebene der ersten Linse angeordnet ist, wobei die Ebene auch eine vordere Brennebene der zweiten Linse ist, und einen holographischen Strahlenteiler auf, der eine Reihe von Ausleuchthologrammen mit Zufallsphasenverteilung hat und in der vorderen Brennebene der ersten Linse angeordnet ist. Zum Beleuchten der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme ist eine Laserstrahlquelle mit der optischen Achse der ersten und der zweiten Linse bzw. dem Abbildungslinsensystem ausgefluchtet. Die Beleuchtung eines jeden Zufallsverteilungs-Ausleuchthologramms ergibt einen in nullter Ordnung gebeugten Strahl und eine in erster Ordnung gebeugte Anordnung ausgewählter phasenverschobener Lichtstrahlen. Die in erster Ordnung gebeugten Strahlen sind das rekonstruierte Bild einer Auswähl- oder Abtastmaske mit einer Mehrzahl von lichtdurchlässigen Flächen und einer Zufallsverteilungsmaske mit einer Mehrzahl von Phasenverschiebungsflächen in gleicher Anzahl, die der Auswählmaske überlagert und so ausgefluchtet sind, daß die Phasenverschiebungsflächen in 1-zu-1-Übereinstimmung zu den durchlässigen Flächen der Auswählmaske stehen. Die Anordnung der in erster Ordnung gebeugten Strahlen wird auf dem Seitenmischer fokussiert, wo sie gemäß einem optischen Muster von Daten —

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Binärstellen um diskrete Größen räumlich moduliert wird; die phasenverschobenen Strahlen werden an der Fouriertransformationsebene der zweiten Linse fokussiert, wo ein Aufzeichnungsfilm bewegbar angeordnet ist. Der in nullter Ordnung gebeugte Strahl wird gleichfalls durch die zweite Linse an der gleichen Stelle auf dem Aufzeichnungsfilm fokussiert und erzeugt ein Interferenzstreifenmuster, das ein zweidimensionales Fouriertransformationshologramm des optischen Binärstellenmusters ist. Der Strahlenteiler und der Hologrammaufzeichnungsfilm sind zueinander hinsichtlich des Abbildungslinsensystems konjugiert.

Eine Folge scharfer Interferenzstreifenmuster wird dadurch erzielt, daß der holographische Strahlenteiler und der Hologrammaufzeichnungsfilm mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, da die Bewegung des Strahlenteilers in einer gegebenen Richtung bewirkt, daß auf dem Aufzeichnungsfilm die sich ergebenden Interferenzstreifen mit der gleichen Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung v/andern.

Tonsignale werden quantisiert und in einen Strom binärer Signale codiert. Jeder Strom von Binärstellen für eine jede Quantisierung wird räumlich angeordnet und in Synchronisation mit der Bewegung des Strahlenteilers und des Hologrammaufzeichnungsfilms zu dem Seitenmischer übertragen, um damit die elektrooptischen Wandler zu einem von binären Anregungszuständen zu erregen.

Da der Seitenmischer mit einer Anordnung ausgewählter phasenverschobener Lichtstrahlen beleuchtet wird, enthält das sich ergebende Hologramm Redundanzinformation und wenig Fleckenstörungen. Daher können dem ursprünglichen Signal getreu fehlerfreie Pulscodemodulations- oder PCM-Signale hoher Qualität aufgezeichnet werden, so daß ein Dynamikbereich von ungefähr 100 dB erreicht werden kann.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 A ist eine Seitenschnittansicht eines optischen Teils des holographischen Aufzeichnungssystems;

Fig. 1 B und 1 C sind perspektivische Ansichten des optischen Teils;

Fig. 2 A ist ein schematisches Schaltbild einer Dateneingabeschaltung des Aufzeichnungssystems und zeigt einen Seitenmischer in vergrößertem Maßstab, der bei dem optischen Teil nach Fig. 1 a verwendet wird;

Fig. 2 B ist ein Schaltbild eines Servosteuerteils des Aufzeichnungssystems;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Aufbaus, mit dem ein Vorlage-Ausleuchthologramm

mit Zufallsphasenverteilung hergestellt wird;

Fig. 4 A bis 4 C sind Teildarstellungen von Auswähl- und Phasenmasken, die bei dem optischen Aufbau nach Fig. 3 verwendet werden;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer optischen Anordnung, . mit der das Vorlage-Zufallsphasen-Ausleuchthologramm in einer aufgewundenen Aneinanderreihung auf einer Aufzeichnungsplatte reproduziert wird, die

als ein holographischer Strahlenteiler nach Fig. 1 A dient;

Fig. 5 A ist eine Vorderansicht einer bei der Anordnung nach Fig. 5 benützten Maske;

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Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den entsprechend

der Anordnung nach Fig. 5 hergestellten holographischen Strahlenteiler und stellt einen Teilbereich von Ausleuchtholograminen mit Zufallsphasenverteilung in vergrößertem Maßstab

dar;

Fig. 7 ist ein Schaltbild einer Treiberschaltung, die als Schnittstelle zwischen den Seitenmischer und die Dateneingabeschaltung geschaltet ist;

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Dateneingabeschaltung des Aufzeichnungssystems ;
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Fig. 9 zeigt den bei der Schaltung nach Fig. 8 verwendeten Seitenmischer in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Lichtmodulators in bezug auf die Schalteigenschaften des Seitenmischers;

Fig. 11 ist ein perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Aufzeichnungssystems;

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Hologramm-Wiedergabesystems für die Reproduktion der Hologramme, die mit dem System gemäß den vorangehenden Figuren aufgezeichnet

wurden;

Fig. 13 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils

einer Hologrammaufzeichnungsplatte sowie eines Bildsensors, der bei der Ausführungsform nach

Fig. 12 verwendet wird;

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Fig. 14 zeigt Kurvenformen von dem Bildsensor erzeugter Synchronisationssignale;

Fig. 15 ist eine Darstellung einer abgeänderten Form des Seitenmischer nach Fig. 2 A;

Fig. 16 ist eine schematische Darstellung einer abgewandelten Form des bei der Ausführungsform nach Fig. 12 verwendeten optischen Systems;

In den Fig. 1 und 2 ist das holographische System allgemein mit einem optischen Teil (Fig. 1 A bis 1 C), einer Dateneingabeschaltung (Fig. 2A) und einem Servosteuerteil (Fig. 2 B) dargestellt. In den Fig. 1 A und 1 B weist der optische Teil des Systems eine Laserstrahlquelle 10 für die Abgabe eines Strahls im wesentlichen monochromatischen Lichts an einen Lichtmodulator 12 für die Modulation der Intensität des einfallenden Lichts in Pegel hoher und geringer Helligkeit mittels eines an ihn angelegten Signals und ein Doppeldiffraktions-Linsensystem 14 aus einem Paar von Fouriertransformationslinsen 14a und 14b auf. Zur Aufnahme des intensitätsmodulierten Laserstrahls ist in Brennweite von der ersten Fouriertransformationslinse 14a eine holographische Strahlenteilerplatte 16 angeordnet. Eine Maske 18 ist in einer Fouriertransformationsebene der ersten Linse 14a angeordnet; diese Fouriertransformationsebene ist auch die vordere Brennebene der zweiten Linse 14b. Eine mit einem fotoempfindlichen Film 22 beschichtete Hologrammaufzeichnungsplatte 20 ist in einer Fouriertransformationsebene der zweiten Linse 14b angeordnet. Die holographische Strahlenteilerplatte 16 und die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 werden mittels Motoren 24 bzw. 28 beide im Uhrzeigersinn mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht. Die Motoren 24 und 28 sind jeweils mit Motorstellvorrichtungen 26 und 30 verbunden, die die jeweiligen Motoren in Richtung quer zu ihren Drehachsen in entgegengesetzten Richtungen bewegen.

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Wie später beschrieben wird, weist die holographische Strahlenteilerplatte 16 eine aufgewickelte Folge identischer Ausleuchtholograirane mit Zufallsphasenverteilung (Fouriertrans format ionshologramme) auf, wie sie gesondert in Fig. 6 gezeigt sind.Während die Strahlenteilerplatte 16 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird jedes Zufallsphasen-Ausleuchthologramm 16a in die Bahn des intensitätsmodullerten Strahls 13 bei dessen hohem Helligkeitspegel gebracht. Jedes Ausleuchthologramm 16a beugt bei der Anordnung in der Bahn des Strahls 13 das einfallende Licht in einen in nullter Ordnung gebeugten Strahl und eine in erster Ordnung gebeugte Anordnung ausgewählter, zufallsverteilt-phasenverschobener Lichtstrahlen, wobei alle Strahlen mittels der ersten Fouriertransformationslinse 14a auf der Maske 18 fokussiert werden. Die Maske 18 ist mit einer ersten Blendenöffnung oder Bezugsblendenöffnung 18a und einer zweiten oder Informationsträger-Blendenöffnung 18b versehen, in welcher ein Seitenmischer oder Lichtmodulator 32 angeordnet ist, der das einfallende Licht in Übereinstimmung mit einem an ihn angelegten Satz binärer Signale in der Phase räumlich um diskrete Größen moduliert.

über die erste Fouriertransformationslinse 14a läuft der in nullter Ordnung gebeugte Strahl durch die Bezugsblendenöffnung 18a und dient als Bezugsstrahl, während die in erster Ordnung gebeugten Strahlen durch die Informationsträger-Blendenöffnung 18b laufen. Die zweite Fouriertransformationslinse 14b ist zur Aufnahme der Strahlen nullter und erster Ordnung ausgerichtet und fokussiert diese auf der Hologranmaufzeichnungsplatte 20. Bei 22a wird ein Hologramm als Ergebnis der Interferenz zwischen den Strahlen nullter und erster Ordnung ausgebildet, wobei ein an den Lichtmodulator bzw. Seitenmischer 32 angelegter Satz binärer Informationen in der Form von Interferenzstreifen aufgezeichnet wird.

Für die Aufzeichnung von scharf abgegrenzten Interferenzstreifen auf der Hologrammaufzeichnungsplatte 20 ist es

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notwendig, daß die beiden Platten 16 und 20 in zueinander konjugierten Ebenen liegen und daß die Drehachsen beider Platten in bezug auf die optische Achse des Abbildungslinsensystems 14 einander symmetrisch gegenüberliegend ange-

5 ordnet sind. D. h., die Drehpunkte der Platten 16 und 20 müssen zueinander immer konjugiert sein. Wie aus der Fig. 1 B zu ersehen ist, bewirkt eine Drehung der Strahlenteilerplatte 16, daß sich die ergebenden Interferenzstreifen auf der Hologrammaufzeichnungsplatte 20 in Gegenrichtung zur Bewegungsrichtung des Hologramms 16a auf der Platte 16 verschieben. Durch Drehung der Platte 20 im Uhrzeigersinn im Gleichlauf mit der Platte 16 ist es möglich, die sich ergebenden Interferenzstreifen in bezug auf die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 nahezu zum Stillstand zu bringen.

Die Fig. 1 C zeigt eine zu der in den Fig. 1 A und 1 B gezeigten Anordnung alternative Anordnung. Bei der alternativen Anordnung ist die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 so angeordnet, daß ihre Drehachse mit der Drehachse der holographischen Strahlenteilerplatte 16 ausgefluchtet ist, wobei die Platte 20 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird und quer in der gleichen Richtung wie die Platte 16 bewegt wird. Daher werden die beiden Platten in entgegengesetzten Richtungen gedreht, aber quer zu den Drehachsen in der gleichen Richtung bewegt.

Zugleich mit dem Anlegen eines Satzes binärer Signale an den Seitenmischer 32 kann durch aufeinanderfolgendes Querverschieben der Platten 16 und 20 in die geeigneten Richtungen um die Breite einer Spur eine Folge von Hologrammen 22a auf der Platte 20 in aufgewickelten Spuren von äußeren zu inneren Umgängen hin aufgezeichnet werden.

In Fig. 2 A weist der Dateneingabeteil bzw. die Dateneingabeschaltung des Systems eine Signalquelle 34 auf, die bei-

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spielsweise eine Toninformation an einen PCM-Codierer 36 abgibt, wo das Signal mit einer Wiederholungsrate von beispielsweise 50 kHz unter Verwendung eines Zeitsteuersignals von einer Taktimpulsquelle 38 abgetastet bzw. abgefragt wird und in einen Strom von 13 Binärstellen für ein abgetastetes Signal umgesetzt wird. Das Ausgangssignal mit 13 Binärstellen für jede Abtastung wird unter Taktsteuerung in ein Schieberegister 40 eingegeben und in eine Treiberschaltung 42 übertragen.

Der Seitenmischer 32 weist eine elektrooptische Platte 44 auf, die aus einem Material wie PLZT oder DKDP geformt ist, das den Doppelbrechungseffekt ergibt, und die in der zweiten Blendenöffnung 18b der Maske 18 angeordnet ist, sowie ferner eine Mehrzahl von rechteckigen Elektroden 46, die auf der Platte unter seitlichem Abstand in zwei Spalten angeordnet sind. In dem Zwischenraum zwischen benachbarten Elektroden ist jeweils eine rechteckige Fläche 48 gebildet, die im Ansprechen auf eine Potentialdifferenz zwischen den benachbarten Elektroden dem einfallenden Licht eine Phasenverschiebung von 90° erteilt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als elektrooptische Platte 44 eine auf eine Stärke von 0,127 mm geschliffene Keramikplatte aus 9/65/35 PLZT verwendet.

Die Mischer-Treiberschaltung 42 ist in Fig. 7 gesondert mit einer Mehrzahl von 2-Pegel-Antivalenzgliedern gezeigt, die mit dem Bezugszeichen 42_ bis 42..., bezeichnet sind, bei denen die Indexzahl die entsprechende Nummer der Binärstellen Nr.

bis Nr. 13 des Schieberegisters 40 und die entsprechende Nummer der Modulator-Elektroden 46- bis 46₁₃ darstellt. Die erste Binärstelle des Schieberegisters ist an die erste Modulator-Elektrode 46.J über einen Verstärker 43 angeschlossen. Jedes der Antivalenzglieder 42₂ bis 42^ ^ist mit seinem ersten Eingang

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an die entsprechende Speicherbinärstelle und mit seinem Ausgang über einen Verstärker 43 an die entsprechende Modulator-Elektrode angeschlossen. Mit Ausnahme des zweiten Eingangs des Antivalenzglieds 42-, der direkt an die erste Binärstelle angeschlossen ist, ist der zweite Eingang eines jeden Antivalenzglieds an den Ausgang des der vorhergehenden Binärstelle zugeordneten benachbarten Antivalenzglieds angeschlossen. Eine Bezugs-Modulatorelektrode 46_Q ist an Masse angeschlossen und dient als Bezugspotential, während die erste Elektrode 46.. auf ein Potential vorgespannt ist, das direkt dem Binärwert der ersten Binärstelle des Schieberegisters entspricht.

Nimmt man an, daß der Inhalt des Schiebregisters 40 durch eine Folge von Binärstellen "01101 .... 01" gegeben ist, so ist die erste Elektrode 46- auf "0", so daß zwischen den Elektroden 46_Q und 46 .j keine Potentialdifferenz besteht und folglich der dazwischenliegende Raum nicht elektrooptisch angeregt wird, so daß er dem einfallenden Licht eine O -Phasenverschiebung erteilt. Das Antivalenzglied 42_ gibt ein Ausgangssignal "1" an die zweite Modulator-Elektrode 46~ ab und bildet damit einen Potentialgradienten in bezug auf die Elektrode 46.., so daß der dazwischenliegende Raum elektrooptisch angeregt wird und eine Phasenverschiebung von 90° ergibt. Da das Ausgangssignal des benachbarten Antivalenzglieds 462 gleich "1" ist, legt das Antivalenzglied 42₃ ein Ausgangssignal "0" an die dritte Elektrode 46,, so daß in bezug auf die vorhergehende Elektrode 46_ ein Potentialgradient vorhanden ist. Es ist daher offensichtlich, daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Modulator-Elektroden 46_Q bis 46..₃ in Abhängigkeit von dem binären Zustand der entsprechenden Binärstelle des Schieberegisters auf einen von binären Zuständen aktiviert wird und das auf den Lichtmodulator bzw. Seitenmischer 32 einfallende Licht in der Phase räumlich auf entweder 0° oder 90° moduliert wird.

Die in dem Schieberegister 40 gespeicherte Information wird periodisch im Takt mit dem Ausgangssignal aus einem Zähler 50 gelöscht, das als Antwort auf eine Zählung von 13 Binär-

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Signalen aus der Taktimpulsquelle 38 auftritt.

Das Ausgangssignal aus dem Zähler 50 ist ferner an den Lichtmodulator 12 angelegt, um damit eine Synchronisation zwischen diesem, den Platten 16 und 20 und dem Seitenmischer 32 zu erreichen.

Zum Erzielen der Synchronisation des Systems weist der in Fig. 2 B gezeigte Servosteuerteil des Systems einen Lichtdetektor 52 auf, der zur Aufnahme des von der Oberfläche der Platte 16 reflektierten Lichts angeordnet ist und sein Ausgangssignal einem Eingang eines Phasendetektors 54. zuführt. Der andere Eingang des Phasendetektors 54 ist zum Phasenvergleich zv dem Ausgangssignal aus dem Lichtdetektor 52 mit dem Ausgangssignal aus dem Zähler 50 verbunden. Wenn der Strahl in seiner Intensität v/eitgehend herabgesetzt ist, reicht der minimale Lichtpegel des Strahls aus dem Lichtmodulator 12 dafür aus, daß der Lichtdetektor 52 ein Ausgangssignal ab gibt, ist jedoch niedriger als der Lichtempfindlichkeitspegel der Hologrammaufzeichnungsplatte 20, so daß der Strahl mit dem verringerten Lichtpegel im wesentlichen von den Teilbereichen der Platte 16 reflektiert wird, an denen das Ausleuchthologramm nicht aufgezeichnet ist, und mittels des Lichtdetektors 52 aufgenommeri wird. Das Ausgangssignal aus dem Lichtdetektor 52 ergibt daher die Spurgeschwindigkeit der Platte

Das Ausgangssignal aus dem Phasendetektor 54 gibt die Abweichung der Verschiebungsgeschwindigkeit eines solchen Hologramms von der Bezugsgeschwindigkeit wieder, die mittels des Zeitgebesignals aus dem Zähler 50 eingestellt ist, und wird über eine Treiberschaltung 56 an den Motor 54 so angelegt, daß der Lichtmodulator 12 mit der Drehzahl des Motors 24 synchronisiert ist und jedes Hologramm 16a mit dem impulsförmig getasteten Strahl 13 beleuchtet.

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Die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 ist gleichfalls im Gleichlauf mit der Platte 16. Zu diesem Zweck ist eine Lichtquelle 58 dafür vorgesehen, den Umfang der Platte 20 anzuleuchten, wobei ein Kreis mit in gleichmäßigen Abständen ange-

5 ordneten Mustern 20a ständig durch den Strahl von der Lichtquelle 58 beleuchtet wird. Ein Lichtdetektor 60 ist zur Aufnahme des von den Mustern 20a reflektierten Lichts angeordnet und setzt es in elektrische Impulse um, die wiederum in den Phasendetektor 62 zum Vergleich mit dem Ausgangssignal aus dem Zähler 50 eingegeben werden. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 62 wird über eine Treiberschaltung 64 dem Motor 28 so eingespeist, daß die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 in Synchronisierung sowohl mit der Verschiebung eines jeden Ausleuchthologramms als auch mit dem Anlegen eines jeden Satzes binärer Signale an den Lichtmodulator bzw. Seitenmischer 32 dreht.

Zur Vervollständigung der Erläuterung wird auf die Fig. und 4 bezug genommen, in denen eine Anordnung für die Herstellung eines Vorlage-Zufallsphasen-Ausleuchthologramms gezeigt ist, sowie auf die Fig. 5, in der eine Anordnung für die Herstellung der holographischen Strahlenteilerplatte 16 unter Verwendung des Vorlage-Zufallsphasen-Ausleuchthologramms gezeigt ist.

Nach Fig. 3 ist eine Maske 66 mit einer ersten Blendenöffnung 66a und einer zweiten Blendenöffnung 66b zur Aufnahme eines parallelen kohärenten Lichtbündels angeordnet. Die erste und die zweite Blendenöffnung der Maske 66 haben die gleichen Abmaße wie die erste bzw. die zweite Blendenöffnung 18a bzv/.

18b der Maske 18. Die durch die Blendenöffnungen 66a und 66b gelangenden Strahlen werden mittels einer Fouriertransformationslinse 6.8 auf einer Fouriertransformationsebene 70 fokussiert, an der ein fotografischer Aufzeichnungsfilm angeordnet ist. In der zweiten Blendenöffnung 66b sind eine Abtast- oder Auswählmaske und eine dieser überlagerte Zufallsphasenverschiebungsmaske

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angeordnet. In Fig. 4 A ist ein Teil der Auswählmaske 72 als aus einem undurchlässigen Material bestehend gezeigt, das eine regelmäßige Anordnung durchlässiger Flächen oder Blendenöffnungen 72a aufweist. In Fig. 4 B ist ein Teilbereich der Zufallsphasenverschiebungsmaske 74 gezeigt, die aus lichtdurchlässigem Material mit diskret veränderten Vertiefungen 74a besteht, welche zufallsverteilt angeordnet sind und dem auf sie auffallenden Licht eine Phasenverschiebung von 180° (weiße Flächen) erteilen, während die restlichen Flächen (gestrichtelte Flächen) eine Phasenverschiebung von 0° erteilen. Die Auswählmaske und die Zufallsphasenverschiebungsmaske sind so ausgefluchtet, daß jede der durchlässigen Flächen der ersteren vollständig innerhalb einer diskreten Phasenverscheibungsflache der letzteren liegt. Wie in Fig. 4 C gezeigt ist, schaut die Kombination der beiden Masken wie eine neue Maske aus, bei der das durch die Hälfte der durchlässigen Flächen geleitete Licht einer Phasenverschiebung von 180 unterzogen v/ird, während das durch die verbleibenden Flächen gesandte Licht eine Phasenverschiebung von 0° erhält. Die Kombination dieser Masken wird in die Blendenöffnung 66b in der vorderen Brennebene der Fouriertransformationslinse 68 eingesetzt und mit dem kohärenten Lichtstrahl beleuchtet, so daß der durchlaufende Strahl eine Anordnung ausgewählter, dem Zufall entsprechend phasenverschobener Lichtstrahlen ist. Der durch die erste Blendenöffnung 66a gelangende kohärente. Lichtstrahl dient als Bezugsstrahl, so daß auf der Fouriertransformationsebene 70 ein Hologramm ausgebildet wird. Es ist ersichtlich, daß das auf diese Weise erzeugte Hologramm ein Fouriertransformationshologramm ist; dieses Fouriertransformationshologramm wird in Aneinanderreihung in der holographischen Strahlenteilerplatte 16 angeordnet.

Die Verwendung derartiger Ausleuchthologramme als Strahlenteiler ist insofern vorteilhaft, als für das auf sie einfallende Licht die Kohärenz-Erfordernisse (Einfarbigkeit und räumliche

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Verteilung) beträchtlich erleichtert sind, was in der US-PS 3 917 380 ausführlich beschrieben ist.

Das Vorlagen-Zufallsphasen-Ausleuchthologramm oder Fouriertransformationshologramm 7G wird gemäß der Darstellung in Fig. 5 an der vorderen Brennebene einer Fouriertransformationslinse 76 angeordnet und der Beleuchtung mit einem im wesentlichen monochromatischen Lichtstrahl aus einer Lichtquelle 78 unterzogen. Eine gesondert in Fig. 5 A gezeigt Maske 80 wird in bezug auf die Fouriertransformationslinse 76 in deren hinterer Brennebene angeordnet, die auch die vordere Brennebene einer zweiten Foruiertransformationslinse 82 ist. Die Maske 80 ist mit einer ersten und einer zweiten Blendenöffnung 80a bzw. 80b versehen, die die gleichen Abmessungen wie die erste bzw. die zweite Blendenöffnung der bei der Aufzeichnung des Fouriertransformationshologramms nach Fig. 3 verwendeten Maske 66 haben. Eine Hologrammplatte 84 ist in der hinteren Brennebene der zweiten Fouriertransformationslinse 82 angeordnet und mittels eines Kotors 86 angetrieben, der wiederum auf einer geeigneten Stellvorrichtung 88 gelagert ist, die gemäß der Darstellung durch den Pfeil in Fig. 5 die Hologrammplatte 84 in Querrichtung zu ihrer Drehachse bewegt. Ein Lichtmodulator oder Verschluß 90 ist zur periodischen unterbrechung des Durchlasses des Strahls von der Quelle 78 in Synchronisierung mit der Geschwindigkeit des Motors 86 angeordnet.

Da das Vorlage-Hologramm 70 eine Aufzeichnung des Interferenzstreifensmusters der Kombination der Auswählmaske 72 und der Zufallsphasenverschiebungsmaske 74 (Fig. 4 C) ist, sind die in erster Ordnung gebeugten Strahlen von dem Hologramm 70 das rekonstruierte Bild der Kombination aus Auswählmaske und Zufallsphasenverschiebungsmaske; sie werden an der zweiten Blendenöffnung 80b der Maske 80 in der hinteren Brennebene der Fouriertransformationslinse 76 fokussiert und dann an der hinteren Brennebene der zweiten Fouriertransformationslinse

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82 fokussiert, in welcher die Hologrammplatte 84 als Aufzeichnungsmedium angebracht ist. Der in nullter Ordnung gebeugte Strahl gelangt durch die erste Blendenöffnung 80a der Maske 80 und wird zur Erzeugung einer Kopie des Vorlage-Hologramms 70 auf der als Aufzeichnungsmedium dienenden Hologrammplatte 84 fokussiert. Eine Vielzahl solcher Kopien des Vorlage-Hologramms werden in aufgewundenen oder aufgewickelten Spuren aufgezeichnet, wie es in einer übertriebenen Darstellung in Fig. 6 gezeigt ist, auf die voranstehend im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 1 bezug genommen worden ist.

Es ist daher offensichtlich, daß durch Einsetzen der auf diese Weise erzeugten Hologrammplatte mit dem aufgezeichneten Hologramm in der Position der holographischen Strahlenteilerplatte 16 nach Fig. 1 der elektrooptische Wandler bzw, der Seitenmischer 32 mit dem rekonstruierten Bild der Kombination der Zufallsphasenverschiebungsmaske und der Auswählmaske gemäß der vorstehenden Beschreibung beleuchtet wird. Dies ermöglicht die Aufzeichnung eines Hologramms mit sehr hoher Redundanz auf der Platte 20.

Die Zufallsphasenverschiebungsmaske 74 nach Fig. 4 B kann vorteilhaft durch eine Pseudo-Zufallsphasenmaske ersetzt werden, wie sie in der DT-OS 25 34 540 offenbart ist. Gemäß dieser Veröffentlichung weist die Pseudo-Zufallsphasenmaske eine Anordnung aus ungefähr gleichen Mengen von Phasenverschiebungsquadraten für jeweils eine von m 360 /N Phasenverschiebungen auf_r wobei m eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis N ist und K die Anzahl der Phasenverschiebungen unter Einschluß der Phasenverschiebung C° ist. Die Phasenverschiebungsflächen sind in einem Muster aus Zeilen und Spalten so angeordnet, daß der Unterschied der Phasenverschiebungen zwischen rechtwinklig aneinandergrenzenden Flächen oder Quadraten gleich 360 /N ist. Wenn N = 4 ist, ist daher der Phasenunterschied

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zwischen rechtwinklig aneinandergrenzenden Flächen 90 . Die Verwendung der Pseudo-Zufallsphasenmaske in Verbindung mit der Auswählmaske 72 ermöglicht das Ausschalten unerwünschter kohärenter Störungen.

Die Informationsspeicherdichte eines jeden endgültigen Hologramms kann dadurch gesteigert werden, daß die Elektroden des Lichtmodulators bzw. Seitenmischers 32 in einem Muster aus Zeilen und Spalten unter Verwendung eines Pufferspeichersfür die Speicherung der binär-codierten Signale angeordnet werden. Die Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dateneingabeschaltung, die zur Steigerung der Speicherkapazität der Hologrammaufzeichnungsplatte dient. Nach Fig. 8 werden die PCM-Signale als Gruppe von 256 Bits in einer bestimmten Speicherstelle eines Pufferspeichers 92 gespeichert, der mittels eines Addressierregisters 94 addressiert wird, und zu einem Y-Dekodierer 98 übertragen. Ein X-Dekodierer 96 ist zum aufeinanderfolgenden Anlegen eines Schaltpotentials an seine Ausgangsleitungen vorgesehen. Die Dekodierer 96 und 98 können von Texas Instruments hergestellte Dekodierer SN-74 154 sein. Der X-Dekodierer und der Y-Dekodierer sind jeweils von Addressierregistern 100 und 102 addressiert. Eine Steuerschaltung 104 empfängt Taktimpulse aus einer Taktimpulsquelle 106 und erzeugt Steuersignale für die Addressierregister 94, 100 und 102.

Der Lichtmodulator bzw. Seitenmischer 32 weist eine Matrix von Elektroden auf, die gemäß der gesonderten Darstellung in Fig. 9 in einem Muster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind.

Nach Fig. 9 sind Spalten-Elektroden X₁ bis X-_g durch ein Vakuumdampfablagerungsverfahren auf einem lichtdurchlässigen Substrat 110 angeordnet und an die Ausgangsleitungen des X-Dekodierers 96 angeschlossen. In gleicher Weise sind auf einem lichtdurchlässigen Substrat 114 Zeilen-Elektroden Y₁ bis Y-_g

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- λθ - B 7962

angeordnet und an die Ausgangsleitungen des Y-Dekodierers 98 angeschlossen. Die Elektroden (108 und 112) sind aus lichtdurchlässigem leitfähigem Material hergestellt und einander überschneidend angeordnet. Die Substrate 110 und 114 sind zur Bildung eines luftdichten Raums unter Zwischensetzen eines Rahmenaufbaus oder Mylar-Abstandhalters 116 zusammengebaut. In dem luftdichten Raum liegt eine Schicht nematischer Flüssigkristalle, so daß der Teilbereich der Flüssigkristallschicht, an dem ein elektrisches Feld aufgebaut wird, so angeregt wird, daß er dem einfallenden Licht eine Phasenverschiebung von 90 erteilt. Der X-Dekodierer und der Y-Dekodierer sind zum aufeinanderfolgenden Anlegen eines von binären Potentialen an ihre Ausgangsleitungen unter der Steuerung durch Zeitgebesignale aus der Steuerschaltung 104 in der Weise ausgelegt, daß während des Einschaltens oder Vorspannens der Spalten-Elektrode X₁ auf das binäre Potential "1" der Y-Dokierer 98 zum Anlegen binärer Potentiale ("1" oder "0") addressiert wird, die von dem Pufferspeicher 92 in Aufeinanderfolge an die Zeilen-Elektroden Y, bis Y₁₆ so angelegt werden, daß die Teilbereiche der Flüssigkristallschicht entlang der Elektrode X., , an denen die Potentiale der Elektroden X und Y entsprechend anliegen, dazu angeregt werden, dem einfallenden Licht eine Phasenverschiebung von 90 zu erteilen, wobei sie für eine Zeitdauer angeregt bleihen, die durch die charakteristische Abklingzeit des Flüssigkristalls bestimmt ist. Der X-Dekodierer 96 ist zum aufeinanderfolgenden Verschieben seines Schaltpotentials zu jeweils benachbarten Elektroden addressiert; der vogenannte Vorgang wird wiederholt, bis die Elektrode X₁ g erreicht ist. Es ist daher notv/endig, daß das Flüssigkristall in dem Anregungszustand stehen bleiben kann, um damit die gespeicherte Information zu halten, bis eine Gesamtinformationssumme von 256 Bits von dem Y-Dekodierer 9 8 abgegeben ist. D. h., die Anzahl der auf dem Lichtmodulator bzw. Seitenmischer 32 gespeicherten Bits hängt von der Abklingzeit das Flüssigkristalls ab.

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Die Hologrammaufzeichnungsplatte 20 ist mit Fotoresist bzw. Fotolack beschichtet, der nach Abschluß der Aufzeichnung zur Bildung eines Relais chemisch geäzt wird. Das Hologrammrelief wird dann zur Massenproduktion als Vorlagenformplatte 5 oder Matrizenplatte für das Kopieren des aufgezeichneten Materials auf Polyvinyl-Blätter durch Pressen verwendet.

Zur Bewertung der Erfindung im Hinblick auf die Zeit, die zur Aufzeichnung eines einer herkömmlichen Vier-Kanal-30 cm-Stereoschallplatte äquivalenten Tonsignals erforderlich ist, wird nun auf die Fig. 10 bezug genommen, in der die Kurvenform der an den Lichtmodulator 12 angelegten Impulse (Fig. 10 (A)) bezüglich der Schalteigenschaften der elektrooptischen Wandler des Modulators bzw. Seitenmischers 32 (Fig. 10 (B)) als Antwort auf die angelegten Binärsignale und der Fläche eines jeweiligen Zufallsphasenausleuchthologramms auf der Platte 16 (Fig. 10 (C)) gezeigt ist.

Der Lichtmodulator 12 ist so synchronisiert, daß er einen Lichtimpuls 120 abgibt, wenn der elektrooptische VZandler während der mit t bezeichneten Belichtungszeit vollständig in den stabilen Zustand geschaltet ist. Der auf die holographische Strahlenteilerplatte 16 einfallende Strahl ist als Kreis 122 gezeigt und die Holoqranite auf der Platte 16 sind als eine auf einer Spur 126 angeordnete Folge von Quadraten dargestellt, von denen jedes durch eine schraffierte Fläche 124 mit den Abmessungen DH.. χ DH₂ dargestellt ist, wobei DH- die Breite der Spur bezeichnet und DH- die Breite eines jeden Hologramms bezeichnet. Die Hologramme 124 sind in Abstand mit einem Zwischenraum von (|JH-1) DH₂ (bei diesem Beispiel ^H = 1,25) angeordnet. Das Hologramm 124a wird mit dem als Kreis 122a gezeigten Lichtstrahl in dem Moment belichtet, der der Vorderflanke des Lichtimpulses 120 entspricht; der Strahl leuchtet bis zur Rückflanke des Lichtimpulses 120 weiter, wo der Lichtstrahl in einer Lage aufhört, die durch den Kreis 122b

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gezeigt ist.

Der rlektrcoptische Wandler bzw. Zeilenmischer 32 darf während des Zeitintervalls (t_f+t ) für die Abfallzeit und die Anstiegszeit aus- und einschalten. Daher ist die für die Aufzeichnung eines einzigen endgültigen Hologramms auf der Hologranunaufzeichnungsplatte 20 notwendige Zeit durch

t = t + t + t,
Rec exp r f

PH = &H.DH₂

gegeben, wobei PH das Intervall zwischen dem vorderen Rand eines vorhergehenden Hologramms und dem vorderen Rand des ^ in Frage stehenden Hologramms ist. Die Drehgeschwindigkeit (Umdrehungen je Minute) sowohl der Platte 16 als auch der Platte 20 wird durch

60 ^2BH - ^DH2

ausgedrückt, wobei d.. der Durchmesser der äußersten Spur ist. Ferner ist die Belichtungszeit t durch die folgende Gleichung gegeben:

DH₁-DH-Em

W ">

wobei Em ein durch die Lichtempfindlichkeit des als Hologrammaufzeichnungsplatte 20 verwendeten Materials bestimmter Koeffi zienten ist, TJ _...' den optischen Wirkungsgrad des Abbildungssystems 14 darstellt und P die Laserausgangsleistung ist. Nimmt man an, daß als fotografisches Material der Fotolack

2 bw. Fotoresist AZ 1350 verwendet v/ird, so sind Em = 24 mJ/cm und 77 -j = 0,10 passende Werte. Wenn P = 75 mW und d₁ = 290 mm ist, dann ist die Belichtungszeit t = 320 us. Bei der An-

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nähme des Zeitintervalls (t_f + t ) zu 1,5 ms ist die zum Aufzeichnen eines einzigen endgültigen Hologramms auf der Platte 20 notwendige Zeit t_Rec ungefähr 2 ms, so daß N zu 8,2 3 Umdrehungen pro Minute wird.
5

Die zum Aufzeichnen der ganzen Folge von Hologrammen erforderliche Zeit ist durch

^dl " ^d2 1
Rec 2 6TDH₁ N ' ^{b>

■ ¹

gegeben, wobei dj der Durchmesser der innersten Spur ist und /l TDH. die Steighöhe ist, um die die Aufzeichnungsspuren quer versetzt sind.

Unter der Annahme von β T = 1,10 und d2 = d*/2 ergibt sich

für T_Rec ein praktischer Wert von ungefähr 1,2 Stunden. Darüberhinaus haben Versuche gezeigt, daß der zulässige Gleichlaufschwankungswert 0,18 % ist.

Die Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungssystems , bei dem an der Stelle der Verwendung von Platten für die Aufzeichnung sowohl der Fouriertransformationsausleuchthologramme als auch der engültigen Hologramme fotografische Aufzeichnungsbänder verwendet werden, wie sie als Kinofilme benützt v/erden. Daher ist diese Aus führungs form für Kino-Tonspuraufzeichnung besonders brauchbar. Gemäß der Darstellung ist eine Reihe von Zufallsphasen-Ausleuchthologrammen entsprechend der vorstehenden Beschreibung im voraus längs eines fotografischen Endlos-Films 130 aufgezeichnet, der durch Eingriff zwischen einer Bandantriebswelle 132 und einer Walze 134 über Führungsbolzen 136 und 138 endlos bzw. in geschlossenem Umlauf transportiert wird. Ein Hologrammaufzeichnungsband 140 ist an seinen jeweiligen Enden um eine Aufnahmespule 142 und eine Zuführspule 144 gewickelt und zwischen Führungen 146 und

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148 so gehalten, daß ein länggestreckter Abschnitt des Bands 140 zwischen den Führungen 146 und 148 parallel zu einem langgestreckten Abschnitt des als Strahlenteilerband verwendeten Films 130 läuft. Die Bandantriebswelle 132 und die Aufnahmespule 142 werden mittels einer geeigneten Antriebsvorrichtung 150 so angetrieben, daß die langgestreckten Abschnitte des Films bzw. des Bandes in entgegengesetzten Richtungen gemäß der Darstellung durch die Pfeile A und B mit der gleichen Geschwindigkeit unter Synchronisierung mittels eines Geschwindigkeitssteuersignals befördert werden, das von einem Servosystem 152 auf die gleiche Weise abgegeben wird, wie es voranstehend in Verbindung mit Fig. 2 B beschrieben wurde. Ein Servosteuersignal von dem Aufzeichnungsfilm wird dadurch erzeugt, daß ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle 141 auf eine Reihe von Perforationen 145 fällt, die am Rand des Films bzw. Hologrammaufzeichnungsbands 140 angebracht sind, und daß das reflektierte Licht mittels eines Lichtdetektors 143 erfaßt wird, während ein weiteres Steuersignal von einem nahe dem als Strahlenteilerband verwendeten Film 130 angeordneten Lichtdetektor 147 erhalten wird. Zwischen den langgestreckten Abschnitten des Films bzv/. des Eands sind das Abbildingslinsensystem 14, wie es vorangehend beschrieben wurde,und die Maske 18 in einer Lage angebracht, die gleich der unter bezug auf die Fig. 1 A beschriebenen ist. Diese Ausführungsform ist ferner dazu geeignet, im Vergleich zu dem Plattensystem eine große Datenmenge in Form von Hologrammen aufzuzeichnen.

In Fig. 12 ist ein erfindungsgemäßes holographisches Wiedergabesystem für die Wiedergabe des in der Form einer Aufeinanderfolge zweidimensionaler Hologramme aufgezeichneten ursprünglichen Signals gezeigt.

Das Wiedergabesystem weist einen (aus transparentem Kunststoffmaterial hergestellten) Plattenteller 160 auf, der zum Mitdrehen an der Antriebswelle eines Ilotors 162 angebracht

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ist und zum Auflegen einer Aufzeichnungsplatte 164 dient, die entsprechend dem vorangehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde; ein Teilbereich der Aufzeichnungsplatte 164 mit einem aufgezeichneten Hologramm ist gesondert in Fig. 13 dargestellt. Von einer Laserstrahlquelle 166 wird ein Lichtstrahl abgestrahlt, mittels einer zylindrischen Linse 168 in einen Strahl mit rechteckigem Querschnitt geformt, mittels eines Nachführspiegels 170 abgelenkt und mittels einer Kollimatorlinse 172 auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 164 fokussiert. Der Nachführspiegel 170 ist quer an einer Achswelle einer geeigneten Antriebsvorrichtung bzw. eines Nachführmechanismus 174 so angelenkt, daß er zur Änderung des Ablenkwinkels des Laserstrahls an seinem Gelenk in den durch den Pfeil C dargestellten Richtungen schwenkt. Die Kollimatorlinse 172 ist in gleichen Abständen von dem Nachführspiegel 170 und der Aufzeichnungsplatte 164 in ihrer Brennebene so angebracht, daß das von dem Nachführspiegel 170 abgelenkte Licht zu einem parallelen Lichtbündel geformt wird und auf eine gewünschte Spur auf der Aufzeichnungsplatte 164 auffällt. Der Motor 162 ist auf geeignete Weise an einem Plattenteller-Vorschubmechanismus 163 montiert, der den Plattenteller 160 so vorschiebt, daß der Einfallpunkt während der Drehung des Plattentellers nacheinander von äußeren Spuren zu inneren Spuren verschoben wird.
25

Das auf die Aufzeichnungsspur fallende Licht wird durch das darauf aufgezeichnete Interferenzstreifenmuster gebeugt und mittels einer Fouriertransformationslinse 17G auf einen Festkörperbildsensor 178 fokussiert, der zur Aufnahme eines rekonstruierten Bilds des ursprünglichen Binärstellenmusters unterhalb des Plattentellers 160 angeordnet ist, wie es aus Fig. 13 deutlich hervorgeht. Da jedes Hologramm auf der Aufzeichnungsplatte 164 das Interferenzstreifenmuster des Binärstellenmusters auf dem Seitenmischer 32 ist, ist jede Abtastfläche des Bildsensors 178 so angeordnet, daß sie der jeweiligen

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in dem Hologramm enthaltenen Informationsbinärstelle entspricht. Der Einfallstrahl 180 ist so geformt, daß er die Hologramme jeweils unter einem vorbestimmten Einfallwinkel ausleuchtet, wie es gezeigt ist.

Der Bildsensor 178 ist durch eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (charge-coupled device, CCD), eine Eimerkettenschaltung (bucket-brigade device,BBD) oder einen selbstabtastenden MOS-Bildsensor gebildet und enthält eine Anordnung von lichtempfindlichen Flächen 182 und 183, die in zwei Spalten angeordnet sind und im Ansprechen auf einfallendes Licht Träger für eine Zeitdauer speichern können, die zu ihrer charakteristischen Abklingzeit proportional ist· Die Sensoren dieser Art sind mit ihren Eingangsleitungen jeweils an die Ausgänge eines Dekodierers 184 angeschlossen, der in seiner Funktion mit den vorstehend beschriebenen identisch ist. Die Ausgänge der Sensor-Flächen 182 und 183 sind gemeinsam an einen Leseverstärker 186 angeschlossen. An dem Bildsensor 178 ist ein Paar von Fotosensoren 182' und 183' ohne Ladungsspeicherung angebracht, die jeweils in einer jeweiligen Spalte der Ladungsspeicher-Sensorflächen 182 und 183 angeordnet sind. Bei der Drehung der Aufzeichnungsplatte 164 in der durch den Pfeil in Fig. 13 gezeigten Richtung werden alle Sensoren mittels des Strahls 180 beleuchtet, wobei die optische Energie in jedem Sensor in die entsprechende elektrische Energie in Form von Trägern umgesetzt und gespeichert wird. Der Dekodierer 184 wird danach mittels eines Addressierregisters 188 so angesteuert, daß die Informationsträger-Sensoren 182 und 183 ihre Ausgangssignale in Aufeinanderfolge an den Leseverstärker 186 während des Intervalls abgeben, während dessen de*" Strahl 180 zu dem nächsten Hologramm verschoben wird. Dazu ist das Addressierregister 188 zeitlich mit einer Folge von Taktimpulsen aus einem Taktimpulsgenerator 190 gesteuert, e'er sein Taktsignal auch einem Phasendetektor 192 zum Vergleich mit einem Synchronisiersignal zuführt. Dieses Synchronisiersignal wird von dem Ausgang eines Differenzverstärkers 194 erzielt, der seine Eingangssignale aus den Sensoren 182' und 183' ohne Speicherung an seinen jeweiligen Eingangsanschlüssen eiiicilt. Diese Sensoren erzeugen bei der An-

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regung durch den einfallenden Lichtstrahl 180 aufeinanderfolgend Impulse 196-1 und 196-2 gemäß der Darstellung in Fig. 14 (A). Daher nimmt der Differenzverstärker 194 einen Zug derartiger Impulse 196-1 an einem Eingang und einen Zug von Impulsen 196-2 an dem anderen Eingang auf und erzeugt ein Differenzausgangssignal, dessen Kurvenform in Fig. 14 (B) gezeigt ist. Mit der Differenzverstärkung der Eingangssignale aus den Sensoren 182' und 183' können wirkungsvoll die Störungen vermindert werden, die durch pulsierende Signale aus dem Digitalschaltungsaufbau eingeführt werden. Das Differentialausgangssignal ist an den Phasendetektor 192 über eine Impulsformerschaltung 198 und weiter an eine Kachführsteuerschaltung 200 angelegt.

Ein den Phasenunterschied zwischen dem Synchronisationssignal und dem Taktsignal darstellendes Signal wird mittels einer Treiberschaltung 202 verstärkt und dem Motor 162 zugeführt.

In der Kachführsteuerschaltung 200 v/ird das empfangene Synchronisationssignal zur Erzeugung eines Signals verarbeitet, das mittels einer Treiberschaltung 204 verstärkt und dem Nachführmechanismus 194 so zugeführt wird, daß die Strahllage auf eine Lage innerhalb der gewünschten Spur gesteuert wird.

Der Leseverstärker 186 gibt sein Ausgangssignal an einen PCM-Dekodierer 206 ab, wo das Signal in das ursprüngliche Analogsignal umgesetzt wird, das einem Werbraucher 208 wie einer Stereo-. Anlage zugeführt wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das Synchronisationssignal aus den beiden nicht-speichernden Sensoren 182' und 183' gewonnen, die für die Aufnahme des Lichtstrahls angeordnet sind, der von den jeweiligen Hologrammen gebeugt v/ird, in welchen die entsprechenden Informationsträgerflächen des elektrooptischen Wandlers bzw. Eeitenmischers 32 aufgezeichnet sind. Es ist daher

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notwendig, einen Teil der elektrooptisch phasenmodulierenden Flächen der Synchronisierfunktion zuzuordnen. Die Fig. 15 stellt den Lichtmodulator bzw. Scitenmischer 32 nach Fig. 2 A dar, der durch Eingliederung von Phasenmodulationsflächen wie den mit 210 und 212 bezeichneten modifiziert ist, die jeweils durch ein Paar von Elektroden 214 und ein Paar von Elektroden 215 begrenzt sind. Die Elektrode 214a wird durch ein über einen Verstärker 220 aus der vierzehnten Binärstelle des vorangehend beschriebenen Schieberegisters 40 zugeführtes Potential erregt, während die Elektrode 215a auf das entgegengesetzte Potential vorgespannt wird. Ein 2-Bit-Zähler 221 ist an den Ausgang des Zählers 50 angeschlossen, der gleichfalls im Zusammenhang mit der Fig. 2 A beschrieben wurde, und erzeugt aus den Zählerausgangssignalen abwechselnd Ausgangssignale "1" oder "0". Das Ausgangssignal des 2-Bit-Zählers 221 wird der vierzehnten Binärstelle des Schieberegisters so zugeführt, daß sich dessen binärer Inhalt für aufeinanderfolgenden Hologramme abwechselnd ändert. Der binäre Inhalt der vierzehnten Binärstelle wird mittels eines Inverters 222 invertiert und an die Elektrode 215a angelegt. Die Elektroden 214b und 215b sind an Masse angeschlossen, so daß in den Phasenverschiebungsflächen 210 und 212 jeweils elektrische Felder aufgebaut v/erden, die von dem an die Gegenelektroden angelegte Potential abhängen. Wenn an der vierzehnten Binärstelle die Binärziffer 5 "1" liegt, wird die phasenmodulierende Fläche 210 angeregt und ergibt eine Phasenverschiebung von 90°, während die modulierende Fläche 212 nicht angeregt wird. Es ist daher ersichtlich, daß die phasenmodulierenden Flächen 210 und 212 in abwechselnden Intervallen für aufeinanderfolgende Hologramme entgegengesetzt angeregt v/erden. Wenn ein vorgegebenes Hologramm beleuchtet wird, wird daher die Bildlese-Fläche 182' zur Erzeugung des Impulses 196-1 (Fig. 14) angeregt, während von der Bildlese-Fläche 183" kein Ausgangssignal abgegeben wird, und das Beleuchten des nachfolgenden Hologramms ergibt die Erzeugung des Impulses 196-2 aus der Bildlese-Fläche 183' und so weiter.

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Das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 194 verändert sich in der Amplitude in zusammen mit aufeinanderfolgenden Hologrammen abwechselnden Intervallen.

Die Fig. 16 stellt eine Modifikation der Fig. 12 dar und zeigt die Laserstrahlquelle mit einer Festkörperlasersendevorrichtung 230, deren aktive Strahlsendeschicht 231 senkrecht ausgerichtet ist. Das schmale enge Lichtbündel wird auf die Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 164 mittels einer Abbildungslinse 232 über einen Ablenkweg fokussiert, der durch einen mittels einer Stellvorrichtung 236 verstellten Nachführspiegel 234 gebildet ist. Wenn der Abstand a zwischen der Lasersendevorrichtung 230 und der Abbildungslinse 232 und der Abstand b zwischen der Abbildungslinse 232 und der Aufzeichnungsplattenoberfläche über den Ablenkweg geeignet gewählt sind, wird das Strahlenbündel auf der Aufzeichnungsplatte 164 scharf fokussiert, ohne daß eine Linse 172 notwendig ist, wie sie in der Ausführungsform nach Fig. 12 verwendet wird. Die Anv/endung einer derartigen Festkörperlaserquelle ist wegen ihres kompakten Aufbaus, des hohen Wirkungsgrads und der hohen Ausgangsleistung vorteilhaft, die zu verhältnismäßig niedrigen Kosten zur Verfügung stehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 wird unter Verwendung eines Bildsensors 178 mit einer Empfindlichkeit von 10 pJ/Bit und einer Laser-Ausgangsleistung von 1,9 mW der Plattenteller 160 mit einer Drehzahl von 36 Umdrehungen pro Minute gedreht, wobei eine ,Spielzeit von zwei Stunden erzielt werden kann.

Die voranstehende Beschreibung zeigt nur ausgewählte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Systeme. Für den Fachmann sind unterschiedliche Modifikationen ohne Abweichung vom Rahmen der Erfindung ersichtlich. Beispielsweise kann die Hologramm-Strahlenteilerplatte 16 auch so hergestellt werden, daß zur Erzeugung von Interferenzstreifenmustern vonausgewählten,

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nach Zufallsverteilung phasenverschobenen Lichstrahlen das Verfahren der schnellen Fouriertransformation (Fast Fourier Transform) angewendet wird; die Aufzeichnung der Interferenzstreifen kann auch unter Verwendung des Elektronenstrahl-Aufzeichnungsverfahren erfolgen, wie es bei dem Verfahren der Elektronenstrahl-Mikroherstellung angewendet wird.

Zu dem erfindungsgemäßen holographischen Aufzeichnungssystem gehören ein Paar aus einer ersten und einer zweiten Fouriertransformationslinse, die ausgefluchtet sind, ein holographischer Strahlenteiler, der eine Folge von Zufallsphasenverteilungs-Ausleuchthologrammen an der vorderen Brennebene der ersten Linse aufweist und so angeordnet ist, daß er in einer gegebenen Richtung bewegt wird, damit er aufeinanderfolgend einen Lichtstrahl zum Beugen in einen in nullter Ordnung gebeugten Strahl und eine in erster Ordnung gebeugte Anordnung von herausgegriffenen phasenverschobenen Strahlen aufnimmt, sowie eine Maske mit einer ersten und einer zweiten Blendenöffnung, die an der Fouriertransformationsebene der ersten Linse angebracht ist.

In der zweiten Blendenöffnung ist ein Seitenmischer mit elektrooptischen Wandlern so angeordnet, daß er die in erster Ordnung gebeugte Anordnung von Strahlen aufnimmt und die einfallenden Strahlen entsprechend einer von aufeinanderfolgenden Gruppen von binären Signalen auf optische Weise räumlich moduliert.

Der in nullter Ordnung gebeugte Strahl wird über die erste Blendenöffnung durchgelassen und zusammen mit der in erster Ordnung gebeugten Anordnung von räumlich modulierten Strahlen mittels der zweiten Linse fokussiert, um so Interferenzstreifen zwischen den Wellenfronten der Strahlen nullter und erster Ordnung auf einer Fouriertransformationsebene der zweiten Linse zu erzeugen, auf der ein Aufzeichnungsmedium angeordnet ist. Der holographische Strahlenteiler und das Aufzeichnungsmedium sind zueinander in bezug auf das Linsensystem konjugiert und werden in entgegengesetzten Richtungen mit gleichen Geschwindigkeiten synchron mit dem Auftreten einer jeweiligen Gruppe von binären Signalen bewegt, wodurch eine Folge zweidimensionaler

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Hologramme der binären Information aufgezeichnet wird.

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L e e r s e i t e

Claims

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Patentansprüche

(jjy Holographisches Aufzeichnungssystem für die Aufzeichnung des Hologramms eines elektrischen Signals, gekennzeichnet durch eine Anordnung (16; 130) identischer Zufallsphasen-Ausleuchthologramme (16a), die in einer Reihenfolge zum aufeinanderfolgenden Aufnehmen im wesentlichen monochromatischen Lichts zum Beugen des auf sie einfallenden Lichts in einen in nullter Ordnung gebeugten Lichtstrahl und eine in erster Ordnung gebeugte Anordnung herausgegriffener phasenverschobener Lichtstrahlen angeordnet sind, ein Doppelbeugungs-Linsensystem (14) aus einer ersten Fouriertransformations-Linse (14a), die den Lichtstrahl nullter Ordnung und die in erster Ordnung gebeugte Anordnung von Lichtstrahlen aufnimmt und die Lichtstrahlen der Brennebene fokussiert, und einer zweiten Fouriertransformations-Linse (14b), die zur Aufnahme der von der ersten Fouriertransformations-Linse fokussierten Lichtstrahlen ausgefluchtet ist, eine Maske (18) mit einer ersten und einer zweiten Blendenöffnung, die in der Brennebene der ersten und der zweiten Fouriertransformations-Linse angeordnet ist und die nur den in nullter Ordnung gebeugten Lichtstrahl und die in erster Ordnung gebeugte Anordnung von Lichtstrahlen durch die erste bzw. die zweite Blendenöffnung hindurch und über die Brennebene hinaus durchläßt, eine in der zweiten Blendenöffnung der Maske angeordnete Vorrichtung (32) für das dem elektrischen Signal gemäße räumliche Modulieren der in erster Ordnung gebeugten Anordnung von Lichtstrahlen zur Ausbildung eines holographischen Interferenzmusters zwischen dem in nullter Ordnung gebeugten Lichtstrahl und der räumlich modulierten, in erster Ordnung gebeugten Anordnung von Lichtstrahlen in einer Hologrammabbildungsebene (22), die zu der Anordnung der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme konjugiert ist, und eine Antriebsvorrichtung (24, 26, 28, 30) zum Bewegen der Anordnung der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme in einer gegebenen Richtung in der Weise, daß

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die Ausleuchthologramme aufeinanderfolgend das im wesentlichen monochromatische Licht aufnehmen, und zum Bewegen der Hologrammabbildungsebene in Gegenrichtung zu der gegebenen Richtung mit zur Bewegungsgeschwindigkeit der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme gleicher Geschwindigkeit in der Weise, daß eine Folge von holographischen Interferenzmustern auf der Hologrammabbildungsebene ausgebildet wird.
2. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf der Hologrammabbildungsbene angebrachtes fotografisches Aufzeichnungsmaterial.
3. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufallsphasen-Ausleuchthologramme (16a) auf einer Scheibe (16) in der Form von Windungen angeordnet sind und daß das fotografische Aufzeichnungsmaterial (22) die Form einer Scheibe (20) hat, wobei die Zufallsphasen-Ausleuchthologramm-Scheibe und die fotografische Aufzeichnungsmaterial-Scheibe in Ebenen angeordnet sind, die zueinander in bezug auf das Doppelbeugungs-Linsensystem (14) konjugiert sind, und die Drehachsen der Scheiben einander in bezug auf die optische Achse des Linsensystems symmetrisch gegenüberliegen, und daß die Antriebseinrichtung Einrichtungen (24, 28) zum Drehen der Scheiben um ihre jeweiligen Achsen in gleicher Richtung mit gleichen Geschwindigkeiten und Einrichtungen (26, 30) zum Bewegen der Scheiben entlang den jeweiligen konjugierten Ebenen in entgegengesetzten Richtungen mit gleichen Geschwindigkeiten aufweist.
4. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufallsphasen-Ausleuchthologramme (16a) auf einer Scheibe in der Form von Windungen angeordnet sind und das fotografische Aufzeichnungsmaterial (22) die Form einer Scheibe hat, wobei die Zufallsphasen-Ausleuchthologramm-Scheibe

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und die fotografische Aufzeichnungsmaterial-Scheibe in Ebenen angeordnet sind, die zueinander in bezug auf das Doppelbeugungs-Linsensystem (14) konjugiert sind, und die Drehachsen der Scheiben miteinander ausgefluchtet sind, und daß die Antriebsvorrichtung Vorrichtungen zum Drehen der Scheiben um ihre jeweiligen Achsen in entgegengesetzten Richtungen mit gleichen Geschwindigkeiten sowie Vorrichtungen zum Bewegen der Scheiben entlang den jeweiligen konjugierten Ebenen in der gleichen Richtung mit gleichen Geschwindigkeiten aufweist.
5. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufallsphasen-Ausleuchthologramme längs eines endlosen Bands (130) angeordnet sind.
6. Aufzeichnungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Quelle (10) im wesentlichen monochromatischen kohärenten Lichts, die zum Beleuchten der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme (16a) angeordnet ist, und eine zwischen die Lichtquelle und die Zufallsphasen-Ausleuchthologramme angeordnete Vorrichtung zum Modulieren der Intensität des im wesentlichen monochromatischen kohärenten Lichts in diskreten Werten unter Synchronisierung mit der Bewegung eines jeden der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme.
7. Aufzeichnungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme eine Vorrichtung (52), die auf das von der Oberfläche der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme (16a) reflektierte Licht anspricht, eine Vorrichtung (38) zum Erzeugen eines Bezugszeitsteuersignals, eine Vorrichtung (54) für den Phasenvergleich zwischen dem Ausgangssignal der auf Licht ansprechenden Vorrichtung und dem Bezugszeitsteuersignal zum Erzeugen eines Fehlerkorrektursignals und eine Treibervorrichtung (56, 24) aufweist, die

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zum Antrieb der Anordnung der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme das Fehlerkorrektursignal aufnimmt.
8. Aufzeichnungssystem nach einem der vorangehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (32) für das räumliche Modulieren eine Codiervorrichtung (36, 40) zum Codieren des elektrischen Signals in Gruppen binärer Signale und eine Anordnung elektrooptischer Wandler (46, 48) aufweist, die in der zweiten Blendenöffnung der Maske (80) angeordnet ist und die aufeinanderfolgend die Gruppen der binären Signale aufnimmt, um die in erster Ordnung gebeugte Anordnung von Lichtstrahlen in Übereinstimmung mit den empfangenen binären Signalen zu modulieren.
9. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Paar zusätzlicher elektrooptischer Wandler (214, 215) in der zweiten Blendenöffnung und eine Vorrichtung (220, 222) zum Anregen der zusätzlichen Wandler in der Weise, daß einer der Wandler eine Phasenverschiebung mit einem von binären Werten ergibt, während der andere Wandler eine Phasenverschiebung mit dem entgegengesetzten binären Wert ergibt.
10. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung (36, 40) einen PCM-Codierer (36) aufweist.
11. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (32) für das räumliche Modulieren ein Schieberegister (40) mit einer Reihe von Binärstellen, das die binäre Information aus dem PCM-Codierer (36) aufnimmt, eine Tafel (44) aus elektrooptischen Material, die in der zweiten Blendenöffnung der Maske (18) angeordnet ist, (K +1) in Abstand angeordnete Elektroden (46,) , die aufeinanderfolgend quer auf der Tafel angeordnet sind, wobei K die Anzahl

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der Binärstellen des Schieberegisters ist, sowie eine Vorrichtung (42; Fig. 7) aufweist, die im Ansprechen auf das binäre Potential einer jeweiligen der Binärstellen ein elektrisches Feld in dem Zwischenraum zwischen jeweiligen Elektroden aufbaut, um den Zwischenraum auf elektrooptische Weise so anzulegen, daß das darauffallende Licht einer Phasenmodulation mit einer diskreten Größe unterzogen wird.
12. Aufzeichnungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Wandler in einem Muster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind.
13. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Wandler der Zeilen- und Spaltenanordnung durch ein Paar unter Abstand angeordneter lichtdurchlässiger Platten (110, 114), eine Mehrzahl lichtdurchlässiger langgestreckter Elektroden (X- bis X₁ g» Y₁ bis Y₁₆), die jeweils auf den lichtempfindlichen Platten unter jeweils rechten Winkeln zueinander aufeinanderfolgend angeordnet sind, und eine Schicht von Flüssigkristall gebildet sind, die in dem Zwischenraum zwischen den lichtdurchlässigen Platten angeordnet ist.
14. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiervorrichtung einen Pufferspeicher (92) mit einer Mehrzahl von Speicherstellen, der die Ausgangssignale aus dem PCM-Codierer (36) aufnimmt, ein erstes Addressierregister (94) zum gezielten Addressieren der Speicherstellen des Pufferspeichers, einen X-Dekodierer (96) und einen Y-Dekodierer (98), die jeweils den Elektroden zugeordnet sind, wobei der Y-Dekodierer die in dem Pufferspeicher addressierte binäre Information aufnimmt, ein zweites Addressierregister (100) und ein drittes Addressierregister (102),die jeweils dem X-Dekodierer bzw. dem Y-Dekodierer zugeordnet sind, damit der 35

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X-Dekodierer aufeinanderfolgend ein Schaltpotential an die zugeordneten Elektroden anlegt und der Y-Dekodierer wahlweise eines der binären Potentiale an die zugeordneten Elektroden anlegt, das der in den Y-Dekodierer aufgenommenen binären Information entspricht , sowie eine Vorrichtung (104, 106) mit einem Zeitsteuersignal-Generator (106) aufweist, die im Ansprechen auf das Zeitsteuersignal das erste, das zweite und das dritte Addressierregister steuert.
15. Aufzeichnungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Zufallsphasen-Ausleuchthologramme mittels eines Verfahrens mit folgenden Schritten hergestellt wird:

a) Bilden einer ersten Arbeitsmaske (66) mit einer ersten und einer zweiten Blendenöffnung, die die gleichen Abmessungen wie die erste bzw. die zweite Blendenöffnung der Maske (18) haben,

b) Anordnen einer Abtastmaske (72) mit einer Anordnung

lichtdurchlässiger Flächen (72a) in der zweiten Blendenöffnung der ersten Arbeitsmaske,

c) überlagern der Abtastmaske mit einer Phasenmaske (74) mit in Zufallsverteilung angeordneten Gruppen von im wesentlichen gleich großen Mengen von Phasenverschiebungsflächen (74a) mit um diskrete Werte verschiedenen Phasenverschiebungen in der Weise, daß jede durchlässige Fläche mit einer der Phasenverschiebungsflächen ausgefluchtet ist,

d) Bestrahlen der ersten Arbeitsmaske (66) mit

einem ersten kohärenten Lichtstrahl zur Bildung einer Anordnung abgetasteter, in Z_ufallsverteilung phasenverschobener Lichtstrahlen über die zweite Blenden-

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öffnung und eines Bezugslichtstrahls über die erste Blendenöffnung,

e) Bestrahlen eines ersten fotografischen Arbeits-

aufzeichnungsmaterials (70) in einer Fouriertransformationsebene mit der Anordnung abgetasteter in Zufallsverteilung phasenverschobener Lichtstrahlen und dem Bezugslichtstrahl zum Erzeugen eines Interferenzstreifenmusters der abgetasteten Anordnung auf der Fouriertransformationsebene und dadurch eines Vorlage-Zufallsphasen-Ausleuchthologramms ,

f) Anordnen des Vorlage-Zufallsphasen-Ausleuchthologramms in einer Brennebene eines Fouriertransformationslinsensystems (76, 82),

g) Anordnen einer zweiten Arbeitsmaske (80) mit einer ersten und einer zweiten Blendenöffnung, die die gleichen Abmessungen wie die erste bzw. die zweite Blendenöffnung der ersten Arbeitsmaske haben, in einer weiteren Brennebene des Fouriertransformations-Linsensystems (76, 82),

h) Anordnen eines zweiten fotografischen Arbeitsauf Zeichnungsmaterials (84) an einer Ebene, die in bezug auf das Fouriertransformationslinsensystem zu dem Vorlage-Zufallsverteilungs-Ausleuchthologramjn konjugiert ist,

i) Beleuchten des Vorlage-Zufallsverteilungs-Ausleuchtholograitims mit einem zweiten kohärenten Lichtstrahl zum Beugen dieses Beleuchtungslichtstrahls in einen in nullter Ordnung gebeugten Lichtstrahl und eine in erster Ordnung gebeugte abgetastete, in Zufallsverteilung phasenverschobene Anordnung von Licht-

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strahlen, wobei zur Bildung eines Interferenzstreifenmusters auf dem zweiten fotografischen Arbeitsaufzeichnungsmaterial der in nullter Ordnung gebeugte Lichtstrahl und die in erster Ordnung gebeugten Lichtstrahlen durch die erste bzw. die zweite Blendenöffnung der zweiten Arbeitsmaske (80) gelassen werden,

j) Modulieren der des zweiten kohärenten Lichtstrahls in diskreten Vierten zu periodischen Intervallen und

k) stufenweises Bewegen des zweiten fotografischen Arbeitsauf Zeichnungsmaterials (84) mit einer zu den periodischen Intervallen proportionalen Geschwindigkeit, wobei auf dem zweiten fotografischen Arbeitsaufzeichnungsmaterial die Anordnung (16) der identischen Zufallsverteilungs-Ausleuchthologramme (16a) erzeugt wird.
16. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite fotografische Arbeitsaufzeichnungsmaterial (84) eine Scheibe ist und daß das schrittweise Bewegen des zweiten fotografischen ArbeitsaufZeichnungsmaterials das Drehen der Scheibe unter Bewegen derselben in einer Querrichtung zur Drehachse umfaßt, um damit eine Windungsfolge von Zufallsverteilungs-Ausleuchthologramme (16a) auszubilden.
17. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmaske (74) eine Mehrzahl von im wesentlichen gleichen Mengen von Phasenverschiebungsflächen aufweist, die für die Erteilung einer Phasenverschiebung im

Bereich von 0° bis 360° um diskrete Werte voneinander abweichen und die auf der Phasenmaske in Zufallsverteilung angeordnet sind.

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18. Aufzeichnungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungsflächen in einem Muster von Zeilen und Spalten angeordnet sind, in welchem eine gleiche Anzahl von Phasenverschiebungsflächen für jede von N verschiedenen Phasenverschiebungen um m 360 /N vorhanden ist, wobei m im Bereich von 1 bis N liegt und N wenigstens 3 ist, und in welchem der Phasenunterschied zwischen rechtwinklig aneinander grenzenden Phasenverschiebungsflächen gleich 360°/N ist.
19. Wiedergabesystem für die Reproduktion eines ursprünglichen Signals von einer Plattenaufzeichnung, die eine Folge von entlang gewundener Spuren aufgezeichneten Hologrammen enthält, wobei jedes der Hologramme ein Muster von Datenbinärstellen und eine Synchronisationsbinärstelle darstellt, gekennzeichnet durch einen Plattenteller (160) zum Auflegen der Aufzeichnungsplatte (164), ein optisches System (168, 170, 172), mit dem ein Laserstrahl auf die Aufzeichnungsplatte gerichtet wird, wodurch der Laserstrahl mittels der Interferenzstreifen des Hologramms zum Rekonstruieren des Bilds des Musters der Datenbinärstellen und der Synchronisierbinärstelle gebeugt wird, eine Vorrichtung (162, 163), mit der der Plattenteller so bewegt wird, daß die Hologramme in bezug auf den Laserstrahl aufeinanderfolgend in Position gebracht werden und mittels des Laserstrahls beleuchtet werden, einen Festkörper-Bildsensor (178) mit einer Mehrzahl von Ladespeicherungs-Leseelementen (182, 183), die jeweils zur Aufnahme des rekonstruierten Bilds jeweiliger Datenbinärstellen angeordnet sind, und mit einem Leseelement (182' , 183') ohne Ladespeicherung, das zur Aufnahme des rekonstruierten Eilds der Synchronisierbinärstelle angeordnet ist, eine Vorrichtung (184), die zur Erzeugung einer Folge binärer Signale die Ladespeicherung-Leseelemente aufeinander-

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folgend triggert, bevor ein nachfolgendes Hologramm in die Strahlbeleuchtungsstellung gebracht wird, eine Vorrichtung (206) zum Dekodieren der binären Signale in das ursprüngliche Signal, sowie eine Vorrichtung (198, 192, 202) zum Steuern der Geschwindigkeit des Plattentellers in Übereinstimmung mit einem Synchronisationssignal aus der Synchronisationsbinärstelle.
20. Wiedergabesystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit einen Phasendetektor (192) für den Phasenvergleich des Synchronisationssignals mit einem Bezugszeitsteuersignal aufweist.
21. Wiedergabesystem nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (200, 204, 174), die das Synchronisationssignal aufnimmt, um in Übereinstimmung mit dem Synchronxsationssignal die Beleuchtungslage des Laserstrahls in Querrichtung zur Bewegungsrichtung der Spur zu verändern.
22. Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 19 bis 21 _r dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Festkörper-Laserquelle (230) zum Aussenden eines schmalen Strahls mit rechteckigem Querschnitt aufweist.

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