EP1807830A1 - Vorrichtungen zum aufzeichnen beziehungsweise zum auslesen eines kodierten hologrammes - Google Patents

Vorrichtungen zum aufzeichnen beziehungsweise zum auslesen eines kodierten hologrammes

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EP1807830A1
EP1807830A1 EP05803960A EP05803960A EP1807830A1 EP 1807830 A1 EP1807830 A1 EP 1807830A1 EP 05803960 A EP05803960 A EP 05803960A EP 05803960 A EP05803960 A EP 05803960A EP 1807830 A1 EP1807830 A1 EP 1807830A1
Authority
EP
European Patent Office
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hologram
positioning
data
modulator
modulation pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05803960A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Eberhard
Wolfgang Riedel
Dominik Giel
Karsten Sassenscheid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP1807830A1 publication Critical patent/EP1807830A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/042—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using information stored in the form of interference pattern
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes

Definitions

  • the invention relates on the one hand to an apparatus for recording a coded hologram with a radiation source, with which coherent output radiation can be generated, with an object which can be acted upon by the output radiation, which has a data structure to be coded in a hologram, and one with the output radiation
  • the radiation source can be acted upon modulator, with which the modulator acting output radiation is a modulation pattern aufoniagbar, and with a Hologrammträ ⁇ ger, the overlapping of modulated by the data structure output radiation and modulated by the modulation pattern output radiation holo ⁇ a program is the data structure einschreibbar.
  • the invention further relates to a device for reading out a coded hologram having a radiation source with which coherent output radiation can be generated, with a modulator which can be acted upon by the output radiation of the radiation source, with which a modulation pattern can be imparted to the output radiation impinging on the modulator Hologram carrier, which has a coded data hologram assigned to a data structure and can be acted upon by the output radiation modulated by the modulator, and with an image recording unit with which an image of the data structure can be detected.
  • Such devices for recording or reading a coded hologram are known for example from GB 2 196 443 A.
  • the relative positioning of the hologram carrier must take place with extremely high accuracy, namely, much more accurately than the characteristic dimensions of the modulation pattern, so that the data structure can be reconstructed.
  • this is in practice For example, it is difficult to achieve, for example, in the case of mass products.
  • the invention has for its object to provide devices of the type mentioned above, with which a practicable positioning is possible.
  • this object is achieved according to the invention in that the object has a structurally simple positioning structure which is spatially separated from the data structure, and in which means for spatial ge separated recording of the data hologram and a positioning hologram assigned to the positioning structure are present.
  • the hologram carrier has a positioning gram that corresponds to a structurally simple positioning structure that is structurally relatively to the data structure, and means for relatively displacing the modulation pattern and the hologram carrier are present depending on the image quality of the positioning structure.
  • the frame carrier has, in addition to the data hologram normally linked to a structurally relatively complex data structure, a positioning hologram which is linked to a structurally simple positioning structure in relation to the data structure, on the one hand during recording a coded hologram simple position in the relatively translation-invariant Positionierholo ⁇ gramme write characteristic position data, the an ⁇ to when an ⁇ for correct positioning of the Modulations ⁇ pattern with respect to the data hologram relatively easily regenerated and as output data for efficient iterative alignment of the modulation pattern with respect to the hologram ⁇ carriers are used.
  • the means for spatially separated recording have a mask arrangement for covering areas set up for recording the data hologram and / or the positioning hologram.
  • the modulator is set up to offset the modulation pattern over a range which corresponds at least to the tolerance when positioning the hologram carrier.
  • the means for relatively displacing the modulation pattern and the hologram carrier have a displacement device with which the hologram carrier can be moved with an accuracy corresponding to the characteristic structure dimensions of the modulation pattern.
  • the positioning structure has an arrangement of spatially separated position pixels.
  • the positioning structure has a simple geometry.
  • metric structure of relatively high symmetry such as a circle, a square, a rectangle or a star.
  • the positioning hologram is arranged at a distance from the data hologram.
  • the positioning hologram has two areas each assigned to a surface coordinate.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the construction of an exemplary device according to the invention for recording an encoded hologram
  • FIG. 2 is a schematic representation of the construction of an exemplary device according to the invention for reading out a coded hologram
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a hologram recorded according to the invention with a data hologram and a positioning hologram composed of two regions
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a picture structure associated with a hologram according to the invention with a data structure and a positioning structure.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the structure of an exemplary device according to the invention for recording ei ⁇ nes encoded hologram.
  • the device according to FIG. 1 has as a radiation source a laser 1, with which coherent output radiation 2 can be generated.
  • an object 6 which is translucent in some areas and opaque in other areas is arranged, which has a data structure, for example in the form of a black-and-white image of an individual character sequence, which codes when the hologram is recorded is. Furthermore, the object 6 has a structuring structure which is structurally simple with respect to the data structure and which is likewise to be coded when the hologram is recorded.
  • An object beam 7 modulated by the object passes through a second beam splitter 9 via a guiding optics 8 and, after passing through a mask arrangement 11 which can be changed in its optically effective shape by a mechanism 10, acts on a stationary support table 12 13 is attached an ⁇ .
  • the second sub-beam 5 acts as modulator on a Kodiermo ⁇ dulator 14, with the second sub-beam 5 for encoding the réelle ⁇ hologram auf ⁇ a modulation structure in the form of over the cross section of the sub-beam 5 varying, schematically in Fig. 1 by different hatching areas shown phase shifts imprints is.
  • the shape of the modulation structure can be set via a control unit 15 connected to the coding modulator 14.
  • a coding generated from the second partial beam 5 after interaction with the coding modulator 14 The beam 16 impinges on the second beam splitter 9 via an imaging optical unit 17 and superimposed on the object beam 7 superimposed on the hologram carrier 12.
  • the mask arrangement 11 can be set so that a coded data hologram assigned to the data structure and a coded positioning hologram assigned to the positioning structure and spatially separated from the data hologram can be recorded in the hologram carrier 12, but with the data hologram in FIG solid spatial relationship stands.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the structure of an exemplary device according to the invention for reading out a coded hologram which has been recorded on the hologram carrier 12 with the device explained with reference to FIG.
  • the device according to FIG. 2 has as a radiation source a laser 18 with which coherent output radiation 19 can be generated.
  • the laser 18 is followed by a readout modulator 20 in the propagation direction of the output radiation 19 as a modulator with which a modulation structure in the form of varying over the cross section of the réelle ⁇ radiation 19, in Fig. 2 by different Schraf- fur Schemee for reading a recorded coded hologram schematically represented phase shifts aufab- is imprinted.
  • the shape of the modulation structure can be adjusted via a control unit 21 connected to the readout modulator 20 and corresponds to the modulation structure generated by the coding modulator 14 when recording the hologram.
  • a read beam 22 generated from the output radiation 2 after interaction with the readout modulator 20 acts on a beam splitter 24 via imaging optics 23 and, superimposed on the object beam 7, acts on the hologram carrier 12 explained in conjunction with FIG. 1 with the coded data hologram and the coded positioning hologram.
  • the hologram carrier 12 is attached to a support table 25, which is displaceable in increments via a sliding device 26 in two dimensions in the plane of the grating carrier 12, which at least correspond to the path. via which the modulation structure with the read-out modulator 20 is movable over the cross-section of the output radiation 19.
  • the output signal of the camera 30 can be fed to an image processing module 31 of the image acquisition unit, which is connected to the control unit 21 for performing an alignment process of the modulation pattern explained in more detail below.
  • the output signal of the camera 30 can be displayed, for example, in a monitor, which is not shown in FIG. 2, and / or can be converted with an image data set which can be evaluated by a downstream data evaluation unit, likewise not shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an illustrative modulation pattern 32, as can be generated with the coding modulator 14 or the readout modulator 20.
  • the modulation pattern 32 is composed of first phase regions 33 and second phase regions 34 which, in the embodiment shown, extend in strip-like fashion along the y-direction and, as indicated by the opposite hatching, in the coding beam 16 or in the read-out beam 22 areas with phase shifts differing by 180 degrees. the. It is understood that other and in particular more complex modulation patterns can be used in contrast to the strip-like arrangement of phase-shifted regions.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a coded hologram 35 recorded and to be read out according to the invention with a data hologram 36 assigned to a data structure and a positioning hologram 37 arranged at a lateral distance from the data hologram 36, which has a first area 38 and a second area Region 39 is formed.
  • the regions 38, 39 each have a hologram structure which is relatively translationally invariant in the x direction or in the y direction.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a picture structure 40 assigned to a hologram 35 according to the invention, present in the object 6 or imaged on the camera sensor 29, with a data structure 41 exemplarily represented by the letter sequence "Ac" and one by two Positioning structure 42, 43 formed structurally simple with respect to the data structure 41. It is er ⁇ visible that the positioning structure 44 generates a relatively simple Positionierhologramm 37 due to their structural simplicity, which when reading in the positioning structure In the case of an offset of the modulation pattern 32 at the beginning of the alignment process, image signals which can be used for optimization are also generated, which leads to sharp position pixels 42, 43 after a relatively fast iteration and reconstructs the data structure 41 in this orientation.

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

Vorrichtungen zum Aufzeichnen beziehungsweise zum Auslesen eines kodierten Hologrammes sind zum Aufzeichnen beziehungsweise zum Auslesen von räumlich voneinander getrennten Datenstrukturen sowie gegenüber den Datenstrukturen strukturell einfachen Positionierstrukturen zugeordneten, ebenfalls räumlich einander getrennten Datenhologrammen (36) sowie Positionierhologrammen (37) eingerichtet. Die Positionierhologramme (37) sind getrennt von den Datenhologrammen (36) zum Ausrichten eines Modulationsmusters in einer Iteration auswertbar. Dadurch lässt sich das Hologramm auch bei komplexen Datenstrukturen beziehungsweise Modulationsstrukturen verhältnismäßig einfach korrekt ausrichten.

Description

Vorrichtungen zum Aufzeichnen beziehungsweise zum Auslesen eines kodierten Hologrammes
Die Erfindung betrifft zum einen eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines kodierten Hologrammes mit einer Strahlungsquelle, mit der kohärente Ausgangsstrahlung erzeugbar ist, mit einem mit der Aus¬ gangsstrahlung beaufschlagbaren Objekt, das in einem Hologramm eine zu kodierende Datenstruktur aufweist, mit einem mit der Aus- gangsstrahlung der Strahlungsquelle beaufschlagbaren Modulator, mit dem der den Modulator beaufschlagenden Ausgangsstrahlung ein Modulationsmuster aufprägbar ist, und mit einem Hologrammträ¬ ger, dem unter Überlagerung von von der Datenstruktur modulierter Ausgangsstrahlung und von dem Modulationsmuster modulierter Ausgangsstrahlung ein der Datenstruktur zugeordnetes Datenholo¬ gramm einschreibbar ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Auslesen eines kodierten Hologrammes mit einer Strahlungsquelle, mit der kohären- te Ausgangsstrahlung erzeugbar ist, mit einem mit der Ausgangs¬ strahlung der Strahlungsquelle beaufschlagbaren Modulator, mit dem der den Modulator beaufschlagenden Ausgangsstrahlung ein Modulationsmuster aufprägbar ist, mit einem Hologrammträger, der ein einer Datenstruktur zugeordnetes kodiertes Datenhologramm aufweist und von der durch den Modulator modulierten Ausgangs¬ strahlung beaufschlagbar ist, und mit einer Bildaufnahmeeinheit, mit der ein Bild der Datenstruktur erfassbar ist.
Derartige Vorrichtungen zum Aufzeichnen beziehungsweise zum Auslesen eines kodierten Hologrammes sind beispielsweise aus der GB 2 196 443 A bekannt. Bei den vorbekannten Vorrichtungen müs¬ sen die relativen Positionierungen des Hologrammträgers mit einer äußerst großen Genauigkeit erfolgen, nämlich deutlich genauer als die charakteristischen Dimensionen des Modulationsmusters, damit die Datenstruktur rekonstruierbar ist. Dies ist jedoch in der Praxis beispielsweise bei Massenprodukten nur schwerlich zu bewerkstelli¬ gen.
Aus der WO 97/43669 ist bekannt, bei einem Volumenhologramm neben einem unkodierten Datenhologramm ein zusätzliches Ausle¬ sehologramm mit Daten zum Regeln des Winkels eines Referenz¬ strahles zu benutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der ein- gangs genannten Art anzugeben, mit denen eine praxistaugliche Positionierung ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Aufzeichnen eines kodierten Hologrammes der eingangs genannten Art erfindungsge- maß dadurch gelöst, dass das Objekt eine gegenüber der Daten¬ struktur strukturell einfache Positionierstruktur aufweist, die räumlich von der Datenstruktur getrennt ist, und dass Mittel zum räumlich ge¬ trennten Aufzeichnen des Datenhologrammes und eines der Positio¬ nierstruktur zugeordneten Positionierhologrammes vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Auslesen eines ko¬ dierten Hologrammes der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hologrammträger ein Positionierholo¬ gramm aufweist, das einer gegenüber der Datenstruktur strukturell einfachen Positionierstruktur entspricht, und dass Mittel zum relati¬ ven Versetzen des Modulationsmusters und des Hologrammträgers in Abhängigkeit der Bildqualität der Positionierstruktur vorhanden sind.
Dadurch, dass bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen der Holo¬ grammträger neben dem in der Regel mit einer strukturell verhält¬ nismäßig komplexen Datenstruktur verknüpften Datenhologramm ein Positionierhologramm aufweist, das mit einer gegenüber der Daten¬ struktur strukturell einfachen Positionierstruktur verknüpft ist, lassen sich zum einen beim Aufzeichnen eines kodierten Hologrammes auf einfache Weise in das relativ translationinvariante Positionierholo¬ gramm charakteristische Positionsdaten einschreiben, die zum an¬ deren beim Auslesen zum korrekten Positionieren des Modulations¬ musters in Bezug auf das Datenhologramm verhältnismäßig einfach regenerierbar und als Ausgangsdaten für eine effiziente iterative Ausrichtung des Modulationsmusters in Bezug auf den Hologramm¬ träger einsetzbar sind.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufzeichnen eines kodierten Hologrammes weisen die Mittel zum räumlich getrennten Aufzeichnen eine Maskenanord¬ nung zum Abdecken von zum Aufzeichnen des Datenhologrammes und/oder des Positionierhologrammes eingerichteten Bereichen auf.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen eines kodierten Hologrammes ist der Mo¬ dulator dazu eingerichtet, das Modulationsmuster über einen Bereich zu versetzen, der wenigstens der Toleranz beim Positionieren des Hologrammträgers entspricht.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung zum Auslesen eines kodierten Hologrammes weisen die Mittel zum relativen Versetzen des Modulationsmusters und des Hologrammträgers eine Verschiebeeinrichtung auf, mit der der Hologrammträger mit einer den charakteristischen Strukturdi¬ mensionen des Modulationsmusters entsprechenden Genauigkeit bewegbar ist.
Bei zweckmäßigen Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen Vor- richtungen weist die Positionierstruktur eine Anordnung von räumlich getrennten Positionsbildpunkten auf.
Bei weiteren zweckmäßigen Ausgestaltungen von erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtungen weist die Positionierstruktur eine einfache geo- metrische Struktur verhältnismäßig hoher Symmetrie wie beispiels¬ weise ein Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck oder ein Stern auf.
Bei weiteren zweckmäßigen Ausgestaltungen von erfindungsgemä- ßen Vorrichtungen ist das Positionierhologramm in einem Abstand von dem Datenhologramm angeordnet.
Bei einer Weiterbildung der letztgenannten Ausgestaltungen weist das Positionierhologramm zwei jeweils einer Flächenkoordinaten zugeordnete Bereiche auf.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh¬ rungsbeispieles der Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeich- nung. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer bei¬ spielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auf¬ zeichnen eines kodierten Hologrammes,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer bei¬ spielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausle¬ sen eines kodierten Hologrammes,
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung ein Modulationsmus¬ ter,
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung ein gemäß der Erfin¬ dung aufgezeichnetes Hologramm mit einem Datenholo¬ gramm und einem aus zwei Bereichen zusammengesetz¬ ten Positionierhologramm und
Fig. 5 in einer schematischen Darstellung eine einem Holo¬ gramm gemäß der Erfindung zugeordnete Bildstruktur mit einer Datenstruktur und einer Positionierstruktur. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufzeichnen ei¬ nes kodierten Hologrammes. Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 verfügt als Strahlungsquelle über einen Laser 1 , mit dem kohärente Aus- gangsstrahlung 2 erzeugbar ist. Dem Laser 1 ist in Ausbreitungsrich¬ tung der Ausgangsstrahlung 2 ein erster Strahlteiler 3 nachgeordnet, mit dem die Ausgangsstrahlung 2 in einen ersten Teilstrahl 4 und in einen zweiten Teilstrahl 5 aufteilbar ist.
In Ausbreitungsrichtung des ersten Teilstrahles 4 ist ein in Teilberei¬ chen lichtdurchlässiges und in anderen Teilbereichen lichtundurch¬ lässiges Objekt 6 angeordnet, das eine Datenstruktur beispielsweise in Gestalt eines Schwarz-Weiß-Bildes einer individuellen Zeichenfol¬ ge aufweist, die beim Aufzeichnen des Hologrammes zu kodieren ist. Weiterhin weist das Objekt 6 eine gegenüber der Datenstruktur strukturell einfache Positionierstruktur auf, die beim Aufzeichnen des Hologrammes ebenfalls zu kodieren ist.
Ein durch das Objekt modulierter Objektstrahl 7 tritt über eine Fou- rieroptik 8 durch einen zweiten Strahlteiler 9 hindurch und beauf¬ schlagt nach Passieren einer über eine Mechanik 10 in ihrer optisch wirksamen Gestalt veränderbaren Maskenanordnung 11 einen Ho¬ logrammträger 12, der an einem feststehenden Trägertisch 13 an¬ gebracht ist.
Der zweite Teilstrahl 5 beaufschlagt als Modulator einen Kodiermo¬ dulator 14, mit dem dem zweiten Teilstrahl 5 zum Kodieren des auf¬ zuzeichnenden Hologrammes eine Modulationsstruktur in Gestalt von über den Querschnitt des Teilstrahles 5 variierenden, in Fig. 1 durch unterschiedliche Schraffurbereiche schematisch dargestellten Phasenverschiebungen aufprägbar ist. Die Gestalt der Modulations¬ struktur ist über eine mit dem Kodiermodulator 14 verbundene Steu¬ ereinheit 15 einstellbar. Ein aus dem zweiten Teilstrahl 5 nach Wechselwirkung mit dem Kodiermodulator 14 generierter Kodier- strahl 16 beaufschlagt über eine Abbildungsoptik 17 den zweiten Strahlteiler 9 und beaufschlagt überlagert mit dem Objektstrahl 7 e- benfalls den Hologrammträger 12.
Die Maskenanordnung 11 ist beim Aufzeichnen eines Hologrammes so einstellbar, dass in dem Hologrammträger 12 zum einen ein der Datenstruktur zugeordnetes kodiertes Datenhologramm und zum anderen ein kodiertes Positionierhologramm aufzeichenbar ist, das der Positionierstruktur zugeordnet und von dem Datenhologramm räumlich getrennt ist, mit dem Datenhologramm jedoch in fester räumlicher Beziehung steht.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen eines kodierten Hologrammes, das auf dem Hologrammträger 12 mit der anhand Fig. 1 erläuterten Vorrichtung aufgezeichnet worden ist. Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 verfügt als Strahlungsquelle über einen Laser 18, mit dem kohärente Ausgangsstrahlung 19 erzeugbar ist. Dem Laser 18 ist in Ausbreitungsrichtung der Ausgangsstrahlung 19 ein Auslesemodulator 20 als Modulator nachgeordnet, mit dem zum Auslesen eines aufgezeichneten kodierten Hologrammes eine Mo¬ dulationsstruktur in Gestalt von über den Querschnitt der Ausgangs¬ strahlung 19 variierenden, in Fig. 2 durch unterschiedliche Schraf- furbereiche schematisch dargestellte Phasenverschiebungen auf- prägbar ist.
Die Gestalt der Modulationsstruktur ist über eine mit dem Auslese¬ modulator 20 verbundene Steuereinheit 21 einstellbar und entspricht der beim Aufzeichnen des Hologrammes durch den Kodiermodulator 14 generierten Modulationsstruktur. Ein aus der Ausgangsstrahlung 2 nach Wechselwirkung mit dem Auslesemodulator 20 generierter Auslesestrahl 22 beaufschlagt über eine Abbildungsoptik 23 einen Strahlteiler 24 und beaufschlagt überlagert mit dem Objektstrahl 7 den in Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Hologrammträger 12 mit dem kodierten Datenhologramm und dem kodierten Positionier¬ hologramm.
Der Hologrammträger 12 ist bei der Vorrichtung zum Auslesen ge- maß Fig. 2 an einem Trägertisch 25 angebracht, der über eine Ver¬ schiebeeinrichtung 26 in zwei Dimensionen in der Ebene des Holo¬ grammträgers 12 in Inkrementen verschiebbar ist, die wenigstens dem Weg entsprechen, über den mit dem Auslesemodulator 20 die Modulationsstruktur über den Querschnitt der Ausgangsstrahlung 19 bewegbar ist.
Nach Wechselwirkung des Auslesestrahles 22 mit dem auszulesen¬ den Hologramm auf dem Hologrammträger 12 beaufschlagt ein Ob¬ jektstrahl 27 nach Durchtritt durch den Strahlteiler 24 und eine Fou- rieroptik 28 einen ortauflösenden Kamerasensor 29, der Bestandteil einer Kamera 30 einer Bildaufnahmeeinheit ist. Das Ausgangssignal der Kamera 30 ist einem Bildverarbeitungsmodul 31 der Bildauf¬ nahmeeinheit einspeisbar, das zum Durchführen eines weiter unten näher erläuterten Ausrichtvorganges des Modulationsmusters zum einen mit der Steuereinheit 21 verbunden ist. Mit dem Bildverarbei¬ tungsmodul 31 ist weiterhin das Ausgangssignal der Kamera 30 bei¬ spielsweise in einen auf einem in Fig. 2 nicht dargestellten Monitor anzeigbar und/oder mit einer in Fig. 2 ebenfalls nicht dargestellten nachgeordneten Datenauswerteeinheit auswertbaren Bilddatensatz umwandelbar.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein anschauliches Modulationsmuster 32, wie es mit dem Kodiermodulator 14 bezie¬ hungsweise dem Auslesemodulator 20 generierbar ist. Das Modula- tionsmuster 32 ist aus ersten Phasenbereichen 33 und zweiten Pha¬ senbereichen 34 zusammengesetzt, die bei der dargestellten Aus¬ führung in y-Richtung verlaufend streifenartig nebeneinander liegen und, wie durch die entgegengesetzte Schraffur angedeutet, in dem Kodierstrahl 16 beziehungsweise in dem Auslesestrahl 22 Bereiche mit um 180 Grad unterschiedlichen Phasenverschiebungen ausbil- den. Es versteht sich, dass gegenüber der streifenartigen Anordnung von phasenversetzten Bereichen andere und insbesondere komple¬ xere Modulationsmuster einsetzbar sind.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein gemäß der Erfin¬ dung aufgezeichnetes und auszulesendes kodiertes Hologramm 35 mit einem einer Datenstruktur zugeordneten Datenhologramm 36 und einem in einem seitlichen Abstand von dem Datenhologramm 36 angeordneten Positionierhologramm 37, das mit einem ersten Bereich 38 und einen zweiten Bereich 39 ausgebildet ist. Die Be¬ reich 38, 39 weisen jeweils eine Hologrammstruktur auf, die in x- Richtung beziehungsweise in y-Richtung relativ translationsinvariant ist.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine einem Holo¬ gramm 35 gemäß der Erfindung zugeordnete, in dem Objekt 6 vor¬ handene beziehungsweise auf den Kamerasensor 29 abgebildete Bildstruktur 40 mit einer durch die Buchstabenfolge „Ac" beispielhaft dargestellten Datenstruktur 41 und einer durch zwei Positionsbild- punkte 42, 43 gebildeten Positionierstruktur 44, die gegenüber der Datenstruktur 41 strukturell einfach ausgebildet ist. Aus Fig. 5 ist er¬ sichtlich, dass die Positionierstruktur 44 aufgrund ihrer strukturellen Einfachheit ein verhältnismäßig einfaches Positionierhologramm 37 erzeugt, das beim Auslesen in der Positionierstruktur 44 auch bei ei- nem Versatz des Modulationsmusters 32 zu Beginn des Ausricht¬ vorganges für eine Optimierung verwertbare Bildsignale erzeugt, die nach einer verhältnismäßig schnellen Iteration zu scharfen Positi¬ onsbildpunkten 42, 43 führt und in dieser Ausrichtung die Daten¬ struktur 41 rekonstruiert darstellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines kodierten Hologram- mes mit einer Strahlungsquelle, mit der kohärente Aus¬ gangsstrahlung erzeugbar ist, mit einem mit der Aus¬ gangsstrahlung beaufschlagbaren Objekt, das in einem Hologramm eine zu kodierende Datenstruktur aufweist, mit einem mit der Ausgangsstrahlung der Strahlungsquelle beaufschlagbaren Modulator, mit dem der den Modulator beaufschlagenden Ausgangsstrahlung ein Modulations¬ muster aufprägbar ist, und mit einem Hologrammträger, dem unter Überlagerung von von der Datenstruktur modu¬ lierter Ausgangsstrahlung und von dem Modulationsmus- ter modulierter Ausgangsstrahlung ein der Datenstruktur zugeordnetes Datenhologramm einschreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hologrammträger (12) ein Po¬ sitionierhologramm (37) aufweist, das einer gegenüber der Datenstruktur (41) strukturell einfachen Positionierstruktur (44) entspricht, und dass Mittel (11 ) zum relativen Verset¬ zen des Modulationsmusters (32) und des Hologrammträ¬ gers (12) vorhanden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum räumlich getrennten Aufzeichnen eine
Maskenanordnung (11) zum Abdecken von zum Aufzeich¬ nen des Datenhologrammes (36) und/oder des Positio- nierhologrammes (37) eingerichteten Bereichen aufwei¬ sen.
3. Vorrichtung zum Auslesen eines kodierten Hologrammes mit einer Strahlungsquelle, mit der kohärente Ausgangs¬ strahlung erzeugbar ist, mit einem mit der Ausgangsstrah¬ lung der Strahlungsquelle beaufschlagbaren Modulator, mit dem der den Modulator beaufschlagenden Ausgangs- Strahlung ein Modulationsmuster aufprägbar ist, mit einem Hologrammträger, der ein einer Datenstruktur zugeordne¬ tes kodiertes Datenhologramm aufweist und von der durch den Modulator modulierten Ausgangsstrahlung beauf- schlagbar ist, und mit einer Bildaufnahmeeinheit, mit der ein Bild der Datenstruktur erfassbar ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Hologrammträger (12) ein Positionier¬ hologramm (37) aufweist, das einer gegenüber der Daten¬ struktur (41) strukturell einfachen Positionierstruktur (44) entspricht, und dass Mittel (21 , 25, 26, 31) zum relativen
Versetzen des Modulationsmusters (32) und des Holo¬ grammträgers (12) in Abhängigkeit der Bildqualität der Po¬ sitionierstruktur (44) vorhanden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (20) dazu eingerichtet ist, das Modula¬ tionsmuster (32) über einen Bereich zu versetzen, der we¬ nigstens der Toleranz beim Positionieren des Hologramm¬ trägers (12) entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum relativen Versetzen des Modulationsmusters (32) und des Hologrammträgers (12) eine Verschiebeeinrichtung (25, 26) aufweisen, mit der der Hologrammträger (12) mit einer den charakteristi¬ schen Strukturdimensionen des Modulationsmusters (32) entsprechenden Genauigkeit bewegbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstruktur (44) eine An¬ ordnung von räumlich getrennten Positionsbildpunkten (42, 43) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstruktur (44) eine ein- fache geometrische Struktur verhältnismäßig hoher Sym¬ metrie aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierhologramm (37) in einem Abstand von dem Datenhologramm (36) angeord¬ net ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierhologramm (37) zwei jeweils einer
Flächenkoordinaten zugeordnete Bereiche (38, 39) auf¬ weist.
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