Holografiekaaera
Die Erfindung betrifft eine Holografiekamera mit einem einen Laserlichtstrahl erzeugenden Laserrohr und mit Spiegeln.
Hologramme werden meist mit einem labormäßigen Aufbau in ver¬ dunkelten Räumen aufgenommen, so daß deren Erstellung aufwendig und in der Regel nur Fachleuten möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hologra iekamera zu schaffen, mit der sich einfach und schnell sowie ohne besondere Fachkenntnisse Hologramme herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird bei einer Hologra iekamera der eingangs an¬ gegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Laserrohr kann auf der Grundplatte in einfacher Weise durch dieses halternde Ringe befestigt sein.
Zweckmäßigerweise ist vor der Laserstrahlaustrittsö fnung auf der Grundplatte ein Elektromagnet mit axial verschieblichem oder
verschwenkbarem Anker bestigt, der einen Verschlußkörper trägt, der zwischen seiner vor der Austrittsöffnung befindlichen Ver¬ schlußstellung und seiner zurückgezogenen Freigabestellung be¬ wegbar ist.
Zweckmäßigerweise ist auf der Grundplatte hinter dem Verschlu߬ körper in der Laserstrahlachse winkelytfg zu diesem ein Spiegel befestigt, der eine gedrungene Anordnung der optischen Elemente auf der Grundplatte ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist in einer Aussparung der Grundplatte ein durch eine Vorderwand und Seitenwände begrenzter Spiegelschacht gehaltert, dessen senkrechte Mittelebene im wesentlichen mit dem reflektierten Laserstrahl fluchtet und dessen Vorderwand mit einer ein Objektiv enthaltenden Öffnung versehen ist, dessen Achse mit dem Laserstrahl fluchtet.
Hinter dem Spiegelschacht kann in Laserstrahlrichtung ein Objekt¬ schacht in der Grundplatte vorgesehen sein, der durch einen her¬ ausnehmbaren Filmkasten verschlossen ist, dessen dem Objekt¬ schacht zugewandter Boden mit Halterungen für eine lichtempfind¬ liche Folie oder Platte und Führungen für diese abdeckende Kassettenschieber versehen und dessen dem Spiegelschacht zuge¬ wandte Seite offen ist.
In dem Spiegelschacht können mindestens zwei Spiegel gehaltert sein, die den durch das Objektiv divergierten Laserlichtstrahl auf den Boden des Objektschachts reflektieren, wobei der Laser¬ lichtstrahl durch den Boden des Filmkastens hindurchtritt.
Mit der erfindungsgemäßen Holografiekamera lassen sich söge- ' nannte Weißlichthologramme von auf den Boden des Objektschachts gelegten Objekten aufnehmen.
Alle für die Aufnahme des Hologramms benötigten Teile sind mit der Grundplatte verbunden, die schwingungsgedämpft in dem Gehäu¬ se gehaltert ist. Die Hologrammaufnähme zerstörende oder verhin¬ dernde Schwingungen, die noch auf das Gehäuse einwirken, werden daher auf die Grundplatte überhaupt nicht oder nur in gedämpfter und daher schnell abklingender Weise übertragen.
In der erfindungsgemäßen Holografiekamera sind das Laserrohr sowie alle weiteren optischen Elemente in ihrer zur Aufnahme erforderlichen Weise relativ zueinander angeordnet, so daß auch von einem Laien ein Hologramm von einem in den Objektschacht eingelegten Objekt hergestellt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf der Grundplatte zwischen dem Spiegel und dem Objektiv ein Strahl¬ teiler angeordnet ist, der einen Teilstrahl rechtwinkelig durch eine Öffnung der Grundplatte auf einem unterhalb von dieser an dieser befestigten Spiegel wirft, der diesen Teilstrahl parallel zu dem gerade durch den Strahlteiler hindurchtretenden Teil¬ strahl auf eine zweite mit einem zweiten Objektiv versehene Öffnung in der Vorderwand des Spiegelschachts reflektiert, daß der Filmkasten mit oben liegender Folie oder Platte mit einer lichtempfindlichen Schicht auf den Objektschacht aufgesetzt ist und der Boden des Filmkastens die Tragplatte für das Objekt bildet und daß in dem Spiegelschacht unterhalb der Ebene der Grundplatte ein weiterer Spiegel angeordnet ist, der den durch das zweite Objektiv divergierten Teilstrahl als Referenzstrahl auf die oben liegende Wandung des Filmkastens reflektiert. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Holografiekamera ermög¬ licht die Aufnahme von Laserlichttransmissionshologrammen.
Um trotz des Strahlteilers auch Weißlichthologramme aufnehmen zu können, sind in dem Spiegelschacht Führungen für eine den unteren Spiegel abdeckende Platte vorgesehen. Wird in diese
Führungen eine Blechplatte oder eine Platte aus anderem absor¬ bierenden Material eingeschoben, wird der durch den Strahlteiler abgeteilte Referenzstrahl absorbiert, so daß nur noch der gerade durch den Strahlteiler hindurchtretende Teilstrahl zur Aufnahme von Weißlichtreflektionshologrammen nach dem Lippmann-Bragg-Typ verwendet wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind in dem Spiegelschacht und/oder dem Filmkasten Halterungen für einen Spiegel vorgesehen, der den durch das obere Objekt hindurchtre¬ tenden Objektstrahl auf die oben liegende Wandung des Film¬ kastens reflektiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermög¬ licht es, statt des Films oder der Platte mit der lichtempfind¬ lichen Schicht in der oberen Wandung des Filmkastens das zuvor aufgenommene Hologramm einzulegen und dieses mit dem bei der Auf¬ nahme verwendeten Objektstrahl als Referenzstrahl zu rekonstru¬ ieren. Der Strahlteiler weist beispielsweise ein Strahlenteiler- verhältnis von 70 : 30 auf, wobei der Teilstrahl größerer Inten¬ sität den Objektstrahl bildet. Wird also zur Rekonstruktion der Objektstrahl als Referenzstrahl verwendet, ergibt sich ein helle¬ res rekonstruiertes Bild.
Zweckmäßigerweise besteht die Grundplatte aus einer mehrschich¬ tigen in Sandwich-Bauweise erstellten Platte. Eine derartige Platte weist ein besseres schwingungsdämpfendes Verhalten auf.
Die Grundplatte ist zweckmäßigerweise durch Schwingmetallelemen¬ te auf mit dem Gehäuse verbundenen Konsolen abgestützt.
Die Schwingmetallelemente können vorzugsweise aus zwei Winkel¬ stücken bestehen, deren Schenkel um 45 ° relativ zueinander abge¬ winkelt sind, wobei deren einen Schenkel durch einen aufgekleb¬ ten oder aufvulkanisierten Klotz aus Gummi oder elastomerem Mate¬ rial miteinander verbunden und deren anderen Schenkel einerseits
an der Grundplatte und andererseits an dem Gehäuse befestigt sind. Die Winkel der Winkelstücke weisen dabei in entgegengesetz¬ te Richtungen.
Zweckmäßigerweise fassen die Halteringe das Laserrohr mit Spiel ein, wobei in diese über den Umfang verteilt in radiale Gewinde¬ bohrungen drei Halteschrauben eingeschraubt sind. Diese Art der Halterung erlaubt sowohl eine Drehung des Laserrohrs um seine Längsachse zur Einstellung der Polarisation als auch Schwenkun¬ gen um die Längsachse, so daß eine Einstellung in allen sechs Freiheitsgraden möglich ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der im wesentlichen rechtwinkelig zur Grundplatte angeordnete Spiegel auf einem Sockel gehaltert ist, der eine zu der Grund¬ platte rechtwinkelige Haltefläche aufweist, daß die Haltefläche und die mit dem Spiegel verklebte oder in sonstiger Weise mit diesem verbundene Halteplatte mit zur Grundplatte parallelen Nuten versehen sind, in die ein walzenförmiger Körper eingelegt ist, und daß Halteschrauben beidseits des walzenförmigen Körpers durch Bohrungen der Halteplatte hindurchgeführt und in Gewinde¬ bohrungen der Haltefläche eingeschraubt sind. Durch entsprechen¬ des Lösen und Anziehen der Halteschrauben läßt sich der Spiegel mit seiner Halteplatte, die sich längs einer Mantellinie auf dem walzenförmigen Körper abstützt, wippenartig verschwenken. Nach der gewünschten Einstellung des Reflexionswinkels lassen sich die Halteschrauben festziehen, wobei sich diese gegenseitig kontern.
Zweckmäßigerweise weist der Sockel einen mit einem Gewinde ver¬ sehenen Fortsatz auf, der die Grundplatte in einer 3ohrung durch¬ setzt und in dieser durch gegeneinander geschraubte Muttern ge¬ halten ist. Durch entsprechende Drehung ist eine Einstellung des Spiegels in der anderen Ebene möglich. Weiterhin erlaubt die
Gewindehalterung eine Höheneinstellung des Spiegels.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Strahlteiler aus einer Platte aus lichtbrechendem Material, die auf eine rahmenartige Platte mit mittlerer Aussparung aufgeklebt ist, wobei die rahmenartige Platte durch drei Schrauben auf einer oberen Stirnfläche eines rohrför igen Haltekörpers, die um 45° zu dessen Mittelachse abgeschrägt ist, einstellbar gehalten ist, wobei der Haltekörper ein unteres, die Grundplatte in einer Bohrung durchsetzendes zylindrisches Teil aufweist, das eine gegensinnig um 45° abgeschrägte Stirnfläche aufweist, auf der ein Spiegel durch drei Schrauben einstellbar gehalten ist, und wobei der Mantel des rohrförmigen Haltekörpers jeweils auf seiner dem Strahlteiler und dem Spiegel gegenüberliegenden Seite mit radialen Öffnungen versehen ist. Zweckmäßigerweise ist das zylindrische Teil an der Grundplatte durch Klemmringe gehalten. Diese können aus aufgeschobenen Ringen mit radial eingeschraub¬ ten Halteschrauben bestehen.
Eine kippsichere Fixierung des Filmkastens an der Grundplatte wird zweckmäßigerweise durch eine Dreipunktlagerung an der Grund¬ platte und dem Spiegelschacht erreicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Ober- bzw. Unterseite des Filmkastens aus eine durch Federn gegen Randleisten angedrückten Glasscheibe besteht, gegen die von außen her eine gelenkig mit diesem verbundene Scheibe anklappbar ist, die mit diesem in ihrer angeklappten Stellung verriegelbar ist, und daß beidseits der Scheiben die Führungen für zwei Kassettenschieber vorgesehen sind.
Zur Einstellung der Belichtungszeit ist zweckmäßigerweise auf dem Gehäusedeckel ein Potentiometer vorgesehen. Die Steuerelek¬ tronik setzt den jeweils eingestellten Widerstand in eine analo-
ge Belichtungszeit um. Entsprechend der Belichtungszeit wird über den Elektromagneten der Verschlußkörper vor der Austritts¬ öffnung des Laserrohrs wegbewegt. Dabei erfolgt zweckmäßigerwei¬ se die Freigabe des Laserstrahls erst nach einer Verzögerungs¬ zeit, während der etwaige durch die Betätigung des Geräts erzeug te Schwingungen abgeklungen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Holografiekamera mit abgenommener Deckplatte und
Fig. 2 einen Schnitt durch die Holografiekamera längs der Linie A-B in Fig. 1.
Die Holografiekamera weist ein quaderförmiges Gehäuse "1 auf, das aus Blech besteht und in Draufsicht einen rechteckigen Quer¬ schnitt besitzt. Das Gehäuse 1 ist lichtdicht durch einen Deckel 2 verschlossen, der auf die Seitenwandungen des Gehäuses 1 auf¬ geschraubt ist und der auch mit Teilen der Seitenwandungen ver¬ bunden sein kann.
Gegenüberliegende Seitenwandungen des Gehäuses 1 sind mit Winkel stücken 3 verschraubt, auf denen über Schwingmetallager 4 eine Grundplatte 5 gelagert ist. Zwischen den Seitenwandungen des Gehäuses 1 und der Grundplatte 5 ist ein Spalt 6 vorhanden, so daß unmittelbar von den Seitenwandungen Schwingungen auf die Grundplatte 5 nicht übertragen werden können.
Auf die Grundplatte 5 sind im Abstand voneinander zwei Halterin¬ ge 7, 8 aufgeklebt, die über ihren Umfang verteilt mit drei radialen Gewindebohrungen versehen sind, in die Halteschrauben 9 eingeschraubt sind. In die Halteringe 7, 8 ist das Laserrohr
10 mit Spiel eingeschoben. Durch entsprechendes Anziehen der
Halteschrauben 9 ist das Laserrohr 10 in den Halteringen 7, 8 gehaltert. Das Laserrohr 10 ist auf der Grundplatte 5 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise etwa diagonal gehaltert.
Vor der Austrittsöffnung des Laserrohrs 10 ist auf der Grundplat¬ te 5 ein Elektromagnet 11 befestigt, der mit einem axial ver- schieblichen Anker versehen ist, der an seinem freien Ende eine scheibenförmige Verschlußplatte 12 trägt, die durch den Elektro¬ magneten 11 aus ihrer vor der Austrittsöffnung des Laserrohrs 10 befindlichen Verschlußstellung in ihre Öffnungsstellung zu¬ rückziehbar ist. Im rechten unteren Eckbereich der Grundplatte 5 ist ein um sich kreuzende Achsen einstellbarer und im wesent¬ lichen senkrecht zur Grundplatte 5 stehender Spiegel 14 auf dieser befestigt. Der Spiegel 14 reflektiert den Laserstrahl 15 in eine zu den Seitenwandungen parallele Richtung. Der von dem Spiegel 14 reflektierte Laserstrahl 15 tritt durch den Strahlen¬ teiler 16 hindurch. Der Strahlenteiler 16 teilt den Laserstrahl 15 in einen durch diesen gerade hindurchgehenden Strahl 15' und einen rechtwinkelig durch eine Öffnung der Grundplatte 5 hin¬ durch reflektierten Teilstrahl 15" auf. Das Strahlenteilerver- hältnis zwischen den Strahlen 15' und 15" beträgt beispielswei¬ se 70 : 30. Der durch die Öffnung der Grundplatte 5 hindurch reflektierte Teilstrahl 15" wird durch einen unterhalb der Grundplatte 5 an dieser befestigten Spiegel 17 in eine zu dem Teilstrahl 15' parallele Richtung reflektiert.
Mit der Grundplatte ist ein Spiegelschacht 18 verbunden, der aus Seitenwänden 19, 20 und einer diese verbindenden vorderen Wan¬ dung 21 besteht. Die Rückseite des Spiegelschachts 18 ist offen. Die beiden durch den Strahlteiler 16 gebildeten Teilstrahlen 15', 15" befinden sich in der vertikalen Mittelebene des Spiegelschachts 18.
In Richtung der Teilstrahlen 15', 15" hinter dem Spiegelschacht befindet sich der Objektschacht 23, der durch eine rechteckige Aussparung in der Grundplatte 5 gebildet ist und einen unteren Boden 24 aufweist, der sich dicht oberhalb der Bodenplatte des Gehäuses 1 befindet. Der Objektschacht 23 ist durch einen aufge¬ legten Filmkasten 25 geschlossen, der ein quaderförmiges Gehäuse aufweist und dessen dem Filmschacht 18 zugewandte Wandung offen ist. Auch der Gehäusedeckel weist einen rechteckigen Ausschnitt auf, der durch die obere Deckwandung des Filmkastens 25 geschlos¬ sen ist. Der Filmkasten 25 weist eine geschlossene Deckwandung und eine gegenüberliegende Deckwandung auf, die durch eine Glas¬ platte mit anklappbarer Glasplatte besteht, wobei zwischen die beiden Glasplatten der Film, die Platte oder Folie mit der licht¬ empfindlichen Schicht einlegbar ist. Die beiden Glasplatten wei¬ sein beidseits Führungen für Kassettenschieber auf.
Die Vorderwandung 21 des Filmschachts 18 ist mit zwei übereinan¬ der liegenden Öffnungen 28, 29 versehen, in denen aus Sammellin¬ sen bestehende Objektive angeordnet sind. Die Teilstrahlen 15', 15" treten durch diese Öffnungen 28, 29 und die zugehörigen Objektive in den Spiegelschacht 18 ein. In dem Spiegelschacht ist ein mittlerer Spiegel 30 angeordnet, der den durch die Öff¬ nung 28 eintretenden Teilstrahl 15' zu einem oberen waagerecht angeordneten Spiegel 31 reflektiert. Von diesem Spiegel 31 fällt der divergierende Teilstrahl 15' auf den Boden 32 des Film¬ kastens 25.
In dem Spiegelschacht 18 ist im Strahlengang des unteren Teil¬ strahl 15" ein Spiegel 35 angeordnet, der den divergierenden Teilstrahl 15" zu der Deckplatte 36 des Filmkastens 25 reflek¬ tiert.
ber den unterhalb der Grundplatte 25 im Spiegelschacht 18 an¬ geordneten Spiegel 25 ist in seitlichen Führungen eine Abdeck-
platte 40 schiebbar.
Weiterhin ist in dem Spiegelschacht oder in dem Filmkasten 25 ein waagerechter Spiegel 41 angeordnet, der den von dem Spiegel
31 kommenden divergierten Teilstrahl 15' zur Deckplatte 36 des Filmkastens 25 reflektiert.
Zur Aufnahme sogenannter Weißlichtreflektionshologramme nach dem Lippmann-Bragg-Verfahren wird der untere Spiegel 35 durch die in den Spiegelschacht 18 eingeschobene Platte 40 abgedeckt. Das aufzunehmende Objekt 50 wird auf den Boden 24 des ObjektSchachts 23 gelegt. Das Objekt 50 wird durch den über die Spiegel 30, 31 reflektierten divergierenden Teilstrahl 15' angestrahlt. Dieser Teilstrahl 15' tritt dabei durch die in den Boden des Film¬ kastens 25 eingelegte Folie mit lichtempfindlicher Schicht hin¬ durch. Die von dem Objekt 50 reflektierten Strahlen bilden die Objektstrahlen, während die durch den Film hindurchtretenden Strahlen den Referenzstrahl bilden. Die Aufnahme des Weißlicht- reflektionshologramms erfolgt nach einem Verfahren, das als In-Line-Holografie oder Denisyuk-Holografie bekannt ist. Das Weißlichthologramm läßt sich mit Tageslicht rekonstruieren, weil es in der beschriebenen Weise mit stehenden Wellen aufgenommen worden ist.
Mit dem beschriebenen Gerät lassen sich auch Laserlichttransmis- sionshologramme von Objekten herstellen. Zu diesem Zweck wird die über den Spiegel 35 eingeschobene Platte 40 entfernt. Der Filmkasten 25 wird umgedreht, so daß der Film mit der lichtemp¬ findlichen Schicht in der oberen Deckplatte 36 des Filmkastens 25 gehaltert ist. Das aufzunehmende Objekt wird auf den Boden
32 des Filmkastens 35 gelegt. Zur Aufnahme des Laserlichttrans- missionshologramms wird vor der Belichtung nur der untere Kasset¬ tenschieber entfernt. Das Objekt wird dann durch den Teilstrahl 15' beleuchtet, der über die Spiegel 30, 31 auf das Objekt re-
flektiert wird. Den Referenzstrahl bildet der Teilstrahl 15 , der über den Spiegel 35 auf den in der Deckplatte des Film¬ kastens 25 gehalterten Film reflektiert wird.
Das beschriebene Gerät läßt sich auch zur Rekonstruktion von Laserlichttransmissionshologrammen verwenden. Zu diesem Zweck wird der Spiegel 41 eingeschoben und das Hologramm anstelle des Film zwischen die Glasplatten der Deckplatte des Filmkastens 25 eingelegt. Nach Einschalten des Lasers 10 und Entfernen der Kassettenschieber wird das Hologramm mit dem Objektstrahl als Referenzstrahl rekonstruiert.
Statt eines Objekts lassen sich in der Filmkassette 25 auch Hologramme anordnen, so daß Hologramme von Hologrammen, oder Kopien von Hologrammen hergestellt werden können.
An der Bodenplatte des Gehäuses 1 ist das Netzgerät 60 für den Laser angeordnet. Weiterhin ist an der Bodenplatte die elektro¬ nische Steuerung 61 des Geräts befestigt. Die elektrischen Ver¬ bindungen sind durch Kabel und Stecker hergestellt. Die Bedie¬ nungsknöpfe sind an der Deckplatte des Gehäuses angeordnet und ebenfalls durch Kabel und Steckverbindungen mit der Grundplatte verbunden.