DE10137832A1 - Lesegerät mit gesteigerter Bildqualität - Google Patents
Lesegerät mit gesteigerter BildqualitätInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen eines in einem Speichermedium gespeicherten Hologramms, bei dem das im Material des Speichermediums eingeschriebene Hologramm mit einem Lesestrahl aus kohärenter elektromagnetischer Strahlung beleuchtet wird und bei dem das vom Hologramm erzeugte Bild mit Aufnahmemitteln aufgenommen und ausgewertet wird, bei dem das technische Problem, die Rauschunterdrückung bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lesegeräten zu verbessern, dadurch gelöst wird, dass die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls variiert wird. Diese Variation kann zeitlich, örtlich, in Bezug auf die Polarisation oder in Bezug auf die Wellenlänge erfolgen. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Auslesen eines in einem Speichermedium gespeicherten Hologramms.
Description
Die Erfindung betrifft die Nutzung von digitalen Holo
grammen als individuelles Merkmal. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Lesegerät für diese Hologramme, das
sich durch eine verbesserte Qualität der reproduzierten
Bilder auszeichnet.
Allgemein sind Lesegeräte für Hologramme vielfältig be
schrieben. Viele beziehen sich auf konventionell belich
tete Hologramme, einige beschäftigen sich jedoch auch mit
Computer Generierten Hologrammen (CGH). Folgende Druck
schriften des Standes der Technik beschäftigen sich mit
dem Thema Lesegeräte für holographische Informationen.
US 5,422,744: Holographischer Barcode (klassische Zwei
strahlholographie) mit einfachem Lesegerät.
US 5,565,667: Holographischer Barcode mit Lesegeräten und
Verfahren, um die Lesesicherheit zu erhöhen.
US 4,126,373: Hologramm auf einer Karte, das mit klassi
scher Zweistrahlholographie belichtet wird und als Objekt
die auf die Karte gedruckte Information speichert.
Schwerpunkt liegt hier auf dem Material der Karte bzw.
des Hologrammbereiches.
US 5,623,347: Lesegerätes mit CCD Kamera, bei dem es um
datentragende Hologramme geht, die jedoch auf Zweistrahl
holographie beruhen.
US 6,001,510: Fast Fourier Transfom Computer Generierte
Hologramme (FFT-CGHs) von Teilchenspuren, die auf Karten
gespeichert werden. Dazu ist auch ein Lesegerät beschrie
ben.
Allgemeine Artikel über CGHs und Sicherheitsanwendungen:
- - "Computer generated holograms and diffraction gratings in optical security applications" Pawel Stepien, SPIE Proc. Vol. 3973 (2000).
- - Holopack Holoprint GuideBook-Second Edition: Allge meine Erwähnung von verschiedenen maschinenlesbaren DOVIDs (Diffractiv Optical Variable Image Device).
- - Holopack Holoprint Guideßook 1995: Artikel von David Pizanelli ab. Seite 195. Hier wird auch von maschinen lesbaren Hologrammen gesprochen.
Die zuvor beschrieben Lesegeräte haben alle das Problem,
dass ihre Performance durch den sogenannten Speckeleffekt
beeinträchtigt ist. Speckel wird dadurch hervorgerufen,
dass kohärentes Licht durch eine zufällige Phasenmaske
moduliert wird. Dies ist ein allgemeines Problem von ko
härenter Abbildung bzw. Reproduktion und hängt natürlich
auch von Qualität des optischen Systems und ganz speziell
des Hologramms (Auflösung, Pitstruktur, Modulationstiefe)
ab.
Insbesondere bei individuellen Hologrammen, die Punkt für
Punkt oder mit einem Laserschuß durch einen Raum-Licht-
Modulator (SLM - Spatial Light Modulator, also ein Dis
play im weitesten Sinne) geschrieben werden, ist prinzi
piell das Phasenrauschen im Hologramm größer als bei her
kömmlichen Hologrammen.
Grundlegende Arbeiten zur Speckelreduktion in der opti
schen Datenverarbeitung gehen auf Goodman zurück ("Noise
in coherent optical information processing", J. W. Good
man; Kopie in Anlage). Hier wird Speckel unter statisti
schen Gesichtspunkten untersucht. Es zeigte sich, dass das
Rauschen in seiner Amplitude Gauß-verteilt ist, einen
Kontrast von bis zu 100% aufweist, d. h. ein eigentlich
heller Fleck wird schwarz, und in seiner Korngröße von
der Auflösung des optischen Systems bestimmt ist. Da in
den meisten holographischen Lesegeräten die Größe des Ho
logramms die Auflösung des Systems begrenzt, haben nach
trägliche optische Mittel, wie Vergrößerungen oder Ände
rung des Reproduktionsmaßstabs, keinen Einfluß auf das
Verhältnis von Rauschbild zu gewünschter Information.
Der Erfindung liegt nun das technische Problem zugrunde,
die Rauschunterdrückung bei den aus dem Stand der Technik
bekannten Lesegeräten zu verbessern.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem kann durch ver
schiedene, an sich unabhängige Vorrichtungen und Verfah
ren gelöst werden. Diese werden im folgenden angeführt,
wobei diese in Kombination miteinander wie auch einzelnd
angewendet werden können, um das technische Problem zu
lösen.
Das technische Problem kann zunächst durch eine Verringe
rung des Phasenrauschens auf dem Hologramm gelöst werden.
Das technische Problem wird weiterhin durch eine Verände
rung der Kohärenzeigenschaft der auslesenden Lichtquelle
gelöst. Die Änderung der Kohärenzeigenschaften läßt sich
in ihrer Wirkung auch so beschreiben, dass dafür gesorgt
werden muß, dass unkorrelierte Wellen erzeugt bzw. über
lagert werden müssen, um Speckel zu reduzieren. Die Redu
zierung läßt sich prinzipiell auf folgende verschiedene,
unabhängige Weisen erreichen:
Zeitlich:
Sowohl das Auge eines Betrachters als auch ma schinelle Bildsensoren haben zeitliche Auflösungsgrenzen. Wird das Speckeltrauschen schneller als diese zeitlichen Auflösungsgrenzen variiert, dann werden die einzelnen Speckelmuster zeitlich gemittelt.
Sowohl das Auge eines Betrachters als auch ma schinelle Bildsensoren haben zeitliche Auflösungsgrenzen. Wird das Speckeltrauschen schneller als diese zeitlichen Auflösungsgrenzen variiert, dann werden die einzelnen Speckelmuster zeitlich gemittelt.
Dieses Prinzip kann folgendermaßen realisiert werden. Ei
ne zusätzliche Zufallsphasenmaske ist in der Hologramm
ebene angeordnet, die zeitlich variiert wird, also bei
spielsweise bewegt wird. Ebenso kann eine Zufallsphasen
maske direkt vor dem Hologramm hin und her bewegt oder
gedreht werden. Als Zufallsphasenmaske kann eine diffuse
Maske oder ein mit einer gleichmäßigen Punkteverteilung
belichtetes Material eingesetzt werden.
Eine andere bevorzugte Möglichkeit besteht darin, den
Auslesestrahl zu modulieren. Dieses kann durch auf be
stimmte Art geformte Blenden durchgeführt werden, die
mittels geeigneter Optik in die Hologrammebene abgebildet
werden. Diese Blenden sind dergestalt, dass das Hologramm
nicht komplett beleuchtet wird, sondern beispielsweise
nur zu 50-90%, insbesondere 60-80%, vorzugsweise 70-80%.
Die Formen der Blenden sind dabei unterschiedlich, so
dass von Blende zu Blende immer andere Teilbereiche des
Hologramms ausgeleuchtet werden. Weisen zudem die Blenden
rechtwinklige Einhüllende mit gleichen Abmessungen wie
das Hologramm auf, so leidet das reproduzierte Bild nicht
zu sehr unter Auflösungsproblemen. Werden die unter
schiedlichen Blenden in schnellet Reihenfolge gewechselt,
so überlagern sich unterschiedliche Ausprägungen des
Speckelmusters zeitlich, so dass eine zeitliche Mittelung
erreicht wird.
Dagegen kann auch eine Blende mechanisch in verschiedenen
Positionen gefahren werden, um die zeitlich veränderte
Ausleuchtung des Hologramms zu realisieren.
Für eine zeitliche Speckelunterdrückung können auch mul
timode gekoppelte Dioden zum Auslesen verwendet werden.
Damit wird zwar nicht die Kohärenz verringert und es än
dert sich die Phasenfront auch nicht zeitlich, sondern
bleibt stabil. Bei einer leichten Frequenzshift kommt es
dann dennoch zu einer Mittelung des Speckelrauschens.
Daneben verändert sich die Austrittslichtverteilung der
Multimodefaser, wenn diese räumlich veränderlich geführt
wird. Somit kann durch ein Bewegen der Faser eine Mitte
lung über die Zeit erreicht werden.
Wie weiter unten beschrieben wird, kann das Speckelrau
schen auch durch eine gleichzeitige Überlagerung ver
schiedener Polarisationen verringert werden. Ebenso lässt
sich die Polarisation des Laserstrahls auch schnell vari
ieren, um die sich mitverändernden Speckelmuster dann
zeitlich zu mitteln. Dieses kann in bevorzugter Weise mit
einem sich drehenden Polarisator, beispielsweise einer
Folie, einem polarisierenden Strahlteilerwürfel oder ähn
lichem oder mit einem elektrooptischen Polaristaionsdre
her erreicht werden.
Örtlich:
Die unterschiedlichen räumlichen Abschnitte des Hologramms werden mit unterschiedlichen Lichtquellen aus gelesen. Dadurch ergibt sich jeweils eine komplette Re konstruktion des gewünschten Bildes und durch eine Über lagerung von unkorrelierten Speckelmustern der einzelnen rekonstruierten Hologramme mittelt sich das Speckelrau schen statistisch raus.
Die unterschiedlichen räumlichen Abschnitte des Hologramms werden mit unterschiedlichen Lichtquellen aus gelesen. Dadurch ergibt sich jeweils eine komplette Re konstruktion des gewünschten Bildes und durch eine Über lagerung von unkorrelierten Speckelmustern der einzelnen rekonstruierten Hologramme mittelt sich das Speckelrau schen statistisch raus.
Dazu können in vorteilhafter Weise Teile des Hologramms
mit nicht korrelierenden Wellen, seien es Wellen aus un
terschiedlichen Quellen oder mit unterschiedlicher Pola
risation, beleuchtet werden. Dies ist durch die Abbildung
einer bzw. mehrerer entsprechender Blenden mit verschie
denen Lesestrahlen auf die Hologrammebene möglich. Eine
bevorzugte Vorgehensweise besteht darin, eine Blende aus
zueinander senkrecht stehende Polarisationsfolien herzu
stellen, so dass ein erster Teil mit bspw. circa 50% der
Blendenöffnung mit einer ersten Polarisationsrichtung und
der zweite verbleibende Teil mit einer zweiten Polarisa
tionsrichtung bedeckt sind. Die erste und zweite Polari
sationsrichtungen sind dabei bevorzugt um 90% gegeneinan
der versetzt angeordnet. Die Blende kann dann mit einem
zu beiden Polarisationsrichtungen um 45° gedrehten Strahl
beleuchtet werden, um beide Polarisationsrichtungen
gleichmäßig zu beleuchten. Darüber hinaus können mehr als
zwei Abschnitte der Blendenöffnung mit jeweils unter
schiedlichen Polarisationsrichtungen versehen sein.
Wellenlängen:
Das gleiche Hologramm wird mit leicht un terschiedlichen Lichtwellenlängen ausgelesen, so dass das Rauschen ohne zu große Verringerung der Bildqualität re duziert wird. Der Wellenlängenunterschied darf dabei nicht so groß sein, dass die erzeugte Bildauflösung redu ziert wird. Denn der Ort des beispielsweise in erster Beugungsordnung erzeugte Hologramms variiert mit der Wel lenlänge des eletromagnetischen Strahls.
Das gleiche Hologramm wird mit leicht un terschiedlichen Lichtwellenlängen ausgelesen, so dass das Rauschen ohne zu große Verringerung der Bildqualität re duziert wird. Der Wellenlängenunterschied darf dabei nicht so groß sein, dass die erzeugte Bildauflösung redu ziert wird. Denn der Ort des beispielsweise in erster Beugungsordnung erzeugte Hologramms variiert mit der Wel lenlänge des eletromagnetischen Strahls.
Es sind spezielle Laserdioden bekannt, die selbstständig
gepulst Laserlicht abstrahlen, also andauernd an und aus
gehen. Dieses Ein- und Ausschalten hat den Effekt, dass
innerhalb der Diode kein Gleichgewichtszustand erreicht
wird und damit viele longitudinale Lasermoden existieren
können. Die Laserdiode läuft sozusagen auf vielen Wellen
längen gleichzeitig. Die vielen Wellenlängen lesen nun
das Hologramm aus und produzieren gleichzeitig jede für
sich stochastisch verteiltes Speckelrauschen mit von ein
ander unabhängigen Verteilungen, die in der Summe, also
in der Überlagerung während der gesamten Aufnahmezeit,
wieder inkohärent überlagert werden und damit einen deut
lich verminderten Kontrast zeigen.
Eine andere Möglichkeit besteht in der äußeren Modulation
von Laserdioden. Dazu wird der Ansteuerstrom der Laser
diode moduliert, typischerweise mit einer Frequenz zwi
schen 250 und 500 MHz. In bevorzugter Weise läßt eine ef
fektive Modulation die Diode ausgehen und speist während
der zweiten Halbwelle des periodischen Ansteuersignals
mehr Strom als der maximal zulässige cw-Wert ein. Dadurch
laufen die Dioden auf mehreren longitudinalen Moden mit
verschiedenen Wellenlängen und das Speckelrauschen wird
wie oben beschrieben reduziert. Ein weiterer Vorteil die
ser zweiten Lösung besteht darin, dass man die gesamte
Bandbreite der Dioden zur Verfügung hat. Dies ist spezi
ell sinnvoll für Hologramme mit einem geringeren Beu
gungswirkungsgrad. Für die zuvor beschrieben Ausgestal
tung lassen sich günstige Highpowerdioden (bis 50 mW,
cw), wie sie in DVD-Recordern zum Einsatz kommen, verwen
den.
Polarisation:
Die dem Speckelrauschen zugrundeliegenden Streuphänomene sind polarisationsabhängig. Somit zeigt ein Hologramm, das mit Lichtwellen mit unterschiedlichen Polarisationen ausgelesen wird, ein unterschiedliches Streumuster. Da senkrecht zueinander polarisierte Wellen nicht interferieren, also nicht korrelieren, läßt sich so das Rauschen verringern.
Die dem Speckelrauschen zugrundeliegenden Streuphänomene sind polarisationsabhängig. Somit zeigt ein Hologramm, das mit Lichtwellen mit unterschiedlichen Polarisationen ausgelesen wird, ein unterschiedliches Streumuster. Da senkrecht zueinander polarisierte Wellen nicht interferieren, also nicht korrelieren, läßt sich so das Rauschen verringern.
Es geht also darum Wellen zu überlagern, die aufgrund ih
rer unterschiedlichen Polarisation nicht korrelieren.
Dies ist z. B. durch die Verwendung von zwei gleichen La
serdioden möglich, die so eingebaut werden, dass ihre Po
larisationsrichtungen senkrecht aufeinander stehen. In
bevorzugter Weise kann dazu eine Lichtquelle eingesetzt
werden, deren Strahl geteilt, die Polarisation eines
Teilstrahls gedreht und beide Teile wieder zusammenge
führt werden.
Nachträgliche Bildverarbeitung:
Eine weitere unabhängige Methode besteht darin, dass Verfahren der Bildverarbei tung eingesetzt werden, um nachträglich unter Annahmen der spektralen Verteilung der Rauschspektren eine Bild verbesserung zu erlangen.
Eine weitere unabhängige Methode besteht darin, dass Verfahren der Bildverarbei tung eingesetzt werden, um nachträglich unter Annahmen der spektralen Verteilung der Rauschspektren eine Bild verbesserung zu erlangen.
Leuchtdioden:
Die Kohärenz der auslesenden Lichtquelle wird durch den Ersatz von Laserdioden durch Leuchtdioden ebenfalls weiter verringert. Auch wenn die Strahlqualität und somit die Qualität des rekonstruierten Hologramms nachlassen, kann jedoch durch die Unterdrückung des Spec kelrauschens der nachteilige Effekt des Einsatzes der Leuchtdioden zumindest teilweise aufheben.
Die Kohärenz der auslesenden Lichtquelle wird durch den Ersatz von Laserdioden durch Leuchtdioden ebenfalls weiter verringert. Auch wenn die Strahlqualität und somit die Qualität des rekonstruierten Hologramms nachlassen, kann jedoch durch die Unterdrückung des Spec kelrauschens der nachteilige Effekt des Einsatzes der Leuchtdioden zumindest teilweise aufheben.
Mehrere Laserdioden:
Genauso ist es möglich, mehrere La serdioden mit Laserstrahlen mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen zum Auslesen der Hologramme zu verwenden. Wenn die Ausleseoptiken geeignet justiert sind, ist es möglich, einzeln kohärent ausgelesene Bilder inkohärent zu überlagern und damit das Rauschen zu vermindern. Ins besondere reichen zwei oder drei verschiedene Wellenlän gen aus. In bevorzugter Weise können dazu gleiche Dioden typen eingesetzt werden, die herstellungsbedingt Laser strahlen mit leicht verschiedenen Wellenlängen erzeugen.
Genauso ist es möglich, mehrere La serdioden mit Laserstrahlen mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen zum Auslesen der Hologramme zu verwenden. Wenn die Ausleseoptiken geeignet justiert sind, ist es möglich, einzeln kohärent ausgelesene Bilder inkohärent zu überlagern und damit das Rauschen zu vermindern. Ins besondere reichen zwei oder drei verschiedene Wellenlän gen aus. In bevorzugter Weise können dazu gleiche Dioden typen eingesetzt werden, die herstellungsbedingt Laser strahlen mit leicht verschiedenen Wellenlängen erzeugen.
Kombinationen:
Eine Mischung aus zeitlicher Nicht- Korrelation und Wellenlängen-Nicht-Korrelation kann durch ein thermisches Durchstimmen einer Laserdiode erreicht werden. Bekannter Weise ändert eine Laserdiode ihre Emis sionswellenlänge in Abhängigkeit von der Temperatur. Die se Temperatur kann nun durch einen überhöhten Laserstrom in einer langsameren Pulsfolge durchgefahren werden oder auch durch periodisches äußeres Aufwärmen mit beliebigen Wärmequellen. Bevorzugt sind hier natürlich Quellen, die gezielt auf die Lichtquelle gerichtet sind, wie Infra rot(IR)-Dioden. Denkbar ist auch ein Piezokühler, der ab wechselnd Wärme zu und abführt.
Eine Mischung aus zeitlicher Nicht- Korrelation und Wellenlängen-Nicht-Korrelation kann durch ein thermisches Durchstimmen einer Laserdiode erreicht werden. Bekannter Weise ändert eine Laserdiode ihre Emis sionswellenlänge in Abhängigkeit von der Temperatur. Die se Temperatur kann nun durch einen überhöhten Laserstrom in einer langsameren Pulsfolge durchgefahren werden oder auch durch periodisches äußeres Aufwärmen mit beliebigen Wärmequellen. Bevorzugt sind hier natürlich Quellen, die gezielt auf die Lichtquelle gerichtet sind, wie Infra rot(IR)-Dioden. Denkbar ist auch ein Piezokühler, der ab wechselnd Wärme zu und abführt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügte
Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1-5 Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zum Aus
lesen eines in einem Speichermedium gespeicher
ten Hologramms und
Fig. 6 eine Ausführungsform einer räumlichen Blende zur
Variation der Kohärenzeigenschaft des Lese
strahls.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein mögliches Lesegerät 1a
zum Auslesen von Reflexionshologrammen 5a. Eine selbst
pulsierende oder extern über einen Modulator 14 HF
moduliert Laserdiode 2a ist als Lichtquelle vorgesehen.
Der Modulator 14 dient einem Ein- und Ausschalten der La
serdiode 2a, so dass diese gepulst läuft und somit nicht
einer Gleichgewichtszustand erreicht. Die Laserdiode 2a
läüft dann auf verschiedenen Moden, insbesondere Longitu
dinalmoden, mit unterschiedlichen Wellenlängen.
Ebenso kann eine thermisch durchstimmbare Laserdiode ein
gesetzt werden. Weiterhin sind eine Kollimationsoptik 3
und ein Umlenkspiegel 4 vorgesehen, wobei der dargestell
te Lichtweg nur exemplarisch ist und in verschiedener
Weise ausgestaltet werden kann. Der Laserstrahl der La
serdiode 2a wird auf das Reflexionhologramm 5a gelenkt,
das auf einem Träger 6, beispielsweise einer Karte, einem
Etikett oder einer Verpackung angebracht ist. Der gebeugt
reflektierte Strahl 7 enthält dann die reproduzierte In
formation des Reflexionshologramms und kann über ein Wie
dergabemittel 8, also eine Mattglasscheibe oder einen
Bildaufnehmer wiedergegeben bzw. aufgenommen werden.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Lesegerät 1b, das zum Lesen ei
nes Transmissionshologramms 5b geeignet ist. Dabei be
zeichnen gleiche Bezugszeichen in Fig. 2 Elemente, die
mit Bezug auf Fig. 1 bereits beschrieben worden sind.
Darüber hinaus können weitere, nicht dargestellte Optiken
in den Auslesestrahlengang, bzw. in den Strahlengang der
rekonstruierten Welle 7 eingebracht werden. Insbesondere
kann eine Fouriertransformationslinse vorgesehen sein, so
dass das Hologramm mit einem kollimierten Strahl ausgele
sen wird.
Fig. 3 zeigt ein Lesegerät 1c, bei dem bereits mit Bezug
auf die Fig. 1 und 2 erläuterte Elemente mit gleichen Be
zugszeichen versehen sind. Das Lesegerät 1c arbeitet mit
einer normalen Laserdiode 2c, deren Laserstrahl in eine
Multimodefaser 9 eingekoppelt ist. Mit einem Aktuator 10
wird die Faser 9 während des Auslesens bewegt, wodurch
sich die Phasenlage des aus der Faser 9 austretenden La
serstrahls ändert. Der Laserstrahl weist also verschiede
ne Moden auf, wodurch ein zeitlich veränderliches Spec
kelmuster auf der auszulesenden Information erzeugt wird.
Durch zeitliche Mittelung wird das holographisch erzeugte
Bild verbessert.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Lesegerät 1d, das sich dadurch
von den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
unterscheidet, dass eine Zufallsphasenmaske 11 im Strah
lengang vorgesehen ist. Die Zufallsphasenmaske 11 wird in
unmittelbarer Nähe des auszulesenden Hologramms 5a be
wegt, wie mit dem Doppelpfeil in Fig. 4 dargestellt ist.
Auf diese Weise wird dem Phasenrauschen des Hologramms
eine zeitlich veränderliche Komponente hinzugefügt, was
mit einem zeitlich veränderlichen Speckelrauschen in der
Rekonstruktionsebene verbunden ist. Die Art der Bewegung
der Phasenmaske ist nicht entscheidend, bevorzugt sind
Dreh- oder Linearbewegungen.
Fig. 5 stellt ein Lesegerät 1e dar, das mit einer zusätz
lichen veränderlichen Blende 12 ausgestattet ist. Das Ab
bild der Blende 12 entsteht mittels einer Optik 13 in der
Hologrammebene, so dass nur ca. 70-80% des Hologramms be
leuchtet wird. Durch mechanisches Verschieben der Blende
12 entsprechend dem Doppelpfeil in Fig. 5 läßt sich nun
der rekonstruierte Ausschnitt des Hologramms zeitlich
verändern. Damit ist wiederum ein zeitlich veränderliches
Speckelmuster verknüpft, das über eine zeitliche Mitte
lung zur Signalverbesserung führt.
Fig. 6 zeigt das kreuzförmige Bild einer Blende für eine
Position relativ zu dem als Quadrat dargestellten Holo
gramms. Durch ein Bewegen der Blende in zwei verschiedene
Richtungen entsprechend der Doppelpfeile in der oberen
linken Ecke der Darstellung werden zeitlich nacheinander
verschiedene Bereiche des Hologramms beleuchtet, so dass
durch zeitliche Mittelung der reproduzierten Hologramme
das Speckelrauschen verringert wird.
Die Blende 12 gemäß Fig. 5 kann auch in unmittelbarer Nä
he zum Hologramm angeordnet sein. Des weiteren kann die
Blende 12 durch eine elektro-optisch veränderliche Blende
in Form eines Raum-Licht-Modulators (SLM) ausgebildet
sein, womit mechanische Vorteile verbunden sind, da keine
bewegten Teile vorhanden sind.
Claims (31)
1. Verfahren zum Auslesen eines in einem Speichermedium
gespeicherten Holgramms,
bei dem das im Material des Speichermediums einge schriebene Hologramm mit einem Lesestrahl aus kohä renter elektromagnetischer Strahlung beleuchtet wird und
bei dem das vom Hologramm erzeugte Bild mit Aufnah memitteln aufgenommen und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls vari iert wird.
bei dem das im Material des Speichermediums einge schriebene Hologramm mit einem Lesestrahl aus kohä renter elektromagnetischer Strahlung beleuchtet wird und
bei dem das vom Hologramm erzeugte Bild mit Aufnah memitteln aufgenommen und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls vari iert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls
zeitlich variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls
schneller als zeitliche Auflösung der Aufnahmemittel
verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
bei dem eine Zufallsphasenmaske im Strahlengang des
Lesestrahls in einer Richtung quer zur Ausbreitungs
richtung des Lesestrahls bewegt wird.
5. Verfahren nach 2 oder 3,
bei dem eine Blende im Strahlengang des Lesestrahls
bewegt wird, wobei die Blendenöffnung die Abmessun
gen des Lesestrahls auf eine Fläche kleiner als die
vom Hologramm eingenommene Fläche reduziert.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
bei dem der Lesestrahl mit Hilfe von multimode ge
koppelten Laserdioden erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
bei dem der Lesestrahl zumindest abschnittsweise mit
einer Multimodefaser geleitet wird, deren räumliche
Anordnung zeitlich verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
bei dem die Polarisation des Lesestrahls zeitlich
verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls ört
lich variiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
bei dem mindestens zwei verschiedene räumliche Ab
schnitte des Hologramms mit unterschiedlichen Lese
strahlen beleuchtet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
bei dem die Lesestrahlen von unterschiedlichen
Strahlungsquellen erzeugt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Lesestrahlen unterschiedliche Polarisa
tionen erzeugt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls
durch Verwendung von mindestens zwei unterschiedli
chen Wellenlängen variiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem der Lesestrahl mit Hilfe einer Laserdiode
erzeugt wird, die selbstständig gepulst Laserstrah
len erzeugt.
15. Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem der Lesestrahl von einer Laserdiode erzeugt
wird, die durch einen zeitlich veränderlichen An
steuerstrom moduliert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem der Lesestrahl durch eine Überlagerung von
mindestens zwei verschiedenen Teilstrahlen mit un
terschiedlichen Wellenlängen erzeugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls
durch Verwendung von mindestens zwei unterschiedli
chen Polarisationen variiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Kohärenzeigenschaft des Lesestrahls
durch Verwendung von Leuchtdioden als Lichtquellen
variiert wird.
19. Vorrichtung zum Auslesen eines in einem Speicherme
dium gespeicherten Hologramms,
mit einer Strahlungsquelle (2) zum Erzeugen eines Lesestrahls aus elektromagnetischer Strahlung,
mit dem im Strahlengang des Lesestrahls angeordneten Speichermedium (5),
mit Aufnahmemitteln (8) zum Aufnehmen des vom Holo gramm erzeugten Bildes,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Verändern der Kohärenzeigenschaften des Lesestrahls vorgesehen sind.
mit einer Strahlungsquelle (2) zum Erzeugen eines Lesestrahls aus elektromagnetischer Strahlung,
mit dem im Strahlengang des Lesestrahls angeordneten Speichermedium (5),
mit Aufnahmemitteln (8) zum Aufnehmen des vom Holo gramm erzeugten Bildes,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Verändern der Kohärenzeigenschaften des Lesestrahls vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass eine Steuervorrichtung (14) für ein zeitliches
Modulieren der Strahlungsquelle (2) vorgesehen sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dass die Strahlungsquelle (2) eine selbstpulsierende
Laserdiode ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass die Strahlungsquelle (2) in Form von multimode
gekoppelten Laserdioden ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass eine Multimodefaser (9) zum Leiten des Lese
strahls vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
dass ein Aktuator (10) zum Bewegen der Multimodefa
ser (9) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass eine Zufallsphasenmaske (11) im Strahlengang
des Lesestrahls angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
dass die Zufallsphasenmaske (11) benachbart zum
Speichermedium (5) angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26,
dass die Zufallsphasenmaske (11) quer zur Ausbrei
tungsrichtung des Lesestrahls bewegt wird.
28. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass eine Blende (12) im Strahlengang des Lese
strahls angeordnet ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28,
dass die Öffnung der Blende (12) kleinere Abmessun
gen als der Querschnitt des Lesestrahls aufweist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 30,
dass die Blende als räumlicher Strahlmodulator aus
gebildet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dass ein zeitlich veränderlicher Polarisator im
Strahlengang des Lesestrahls angeordnet ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10137832A DE10137832B4 (de) | 2001-04-12 | 2001-08-02 | Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen eines in einem Speichermedium gespeicherten Hologramms |
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DE10118592.8 | 2001-04-12 | ||
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DE10137832A1 true DE10137832A1 (de) | 2002-12-05 |
DE10137832B4 DE10137832B4 (de) | 2006-09-14 |
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2001
- 2001-08-02 DE DE10137832A patent/DE10137832B4/de not_active Expired - Fee Related
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CN101802727B (zh) * | 2007-09-17 | 2013-02-27 | 视瑞尔技术公司 | 具有改进的重建品质的全息显示装置 |
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8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: LEIBER, JOERN, DR., 22529 HAMBURG, DE Inventor name: BORGSMUELLER, STEFAN, 69115 HEIDELBERG, DE Inventor name: DIETRICH, CHRISTOPH, DR., 69126 HEIDELBERG, DE Inventor name: SCHEIBENSTOCK, STEFFEN, 70197 STUTTGART, DE Inventor name: STADLER, STEFAN, DR., 22359 HAMBURG, DE Inventor name: NOEHTE, STEFFEN, DR., 69469 WEINHEIM, DE |
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Effective date: 20120301 |