DE1911998A1

DE1911998A1 - Verfahren zum Aufzeichnen eines dreidimensionalen Objektes

Info

Publication number: DE1911998A1
Application number: DE19691911998
Authority: DE
Inventors: King Michael Charles
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1968-03-13
Filing date: 1969-03-10
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1251448A; NL6903560A; SE343399B; CH496254A; JPS4931134B1; BE729630A; FR2003762A1; US3547511A

Description

Western Electric Company Incorporated

New York, N.Y. 10007 U.S.A.

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Verfahren zum Aufzeichnen eines dreidimensionalen Objektes

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufzeichnen dreidimensionaler Objekte.

Wenn ein Objekt, beispielsweise eine dreidimensionale Figur, Leleuchtet wird, moduliert diese den beleuchtenden Strahl, so dass ti Lichtstrahl entsteht, der für das Objekt repräsentative Information führt. Eine Aufzeichnung, ein sogenanntes Hologramm, kann aus der Phase und Amplitude dieses informationsführenden Strahls erzeugt werden · durch Interferierenlassen der Wellenfronten des Informationsstrahles und.eines Bezugsstrahles an einem Aufzeichnungsmedium, z. B. einer photo graphischen Platte. Wird die Aufzeichnung richtig beleuchtet, so wird der informationsführende Strahl rekonstruiert und es kann daher ein Bild des gespeicherten Objektes gesehen werden. Ist das gespeicherte' Objekt dreidimensional, so zeigt dieses Bild dreidimensionale Eigenschaften. Wenn beispielsweise ein Betrachter seinen Kopf gegenüber dem beleuchteten Hologramm bewegt, scheint sich das Bild des Objektes zu drehen, und der Betrachter sieht das Objekt unter einer anderen Perspektive. Die maximale Grosse der scheinbaren Drehung,

ORIGINAL INSPECTED

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die als Gesichtsfeld bezeichnet wird, wird in Grad gemessen und steht in direkter Beziehung zu dem Winkel, der am Objekt vom Aufzeichnungsmedium während der Hologramm-Aufzeichnung erfasst wird. Typischerweise beträgt das Gesichtsfeld etwa 20 .

Es sind jedoch Methoden zum holographischen Aufzeichnen von Objekten entworfen worden, die unter Winkeln bis zu 360 betrachtet werden .-.-; können. Siehe beispielsweise "Cylindrical Holography and Some Propo- . sed Applications," T. H. Jeong, Journal Optical Society America,, 57_y Seiten 13 96-13 98 (1967), sowie die dort angegebenen Literaturstellen. Nach diesen Methoden wird der am Objekt vom Aufzeichnungsmedium .?, erfasste Winkel dadurch vergrössert, dass das Aufzeichnungsmedium.; ν in die Form eines Zylinders gebracht wird, der an beiden Enden offen ί. ist und so angeordnet wird, dass er das aufzuzeichnende Objekt umgibt,.'-Das Objekt wird von einem durch eines der offenen Enden des zylindri^ sehen Aufzeichnungsmediums eintretenden Lichtstrahl beleuchtet; und ein Bezugsstrahl wird gleichfalls durch ein offenes Ende eingeführt. Die Rekonstruktion erfolgt durch Beleuchten des Aufzeichnungsmediums, das sich noch in der Form eines Zylinders mit offenen Enden befindet, über eines der offenen Enden; und ein Betrachter kann das Bild von allen Seiten oder unter jeglichem Winkel betrachten, wozu er lediglich seine Position gegenüber dem zylindrischen Aufzeichnungsmedium zu verändern braucht.

Diese Methode hat jedoch verschiedene Nachteile. Zunächst muss das Objekt unter Richtungen beleuchtet werden, die praktisch unter 90 zur Oberflächennormalen des Films verlaufen. Hierdurch können unerwünschte Schatten am Objekt auftreten. Zweitens ist die Grosse des Films eine Funktion der Grosse des Objektes, weil der Film letzteres umgeben muss. Drittens muss der Film wieder in zylindrische Form gebracht werden, bevor er zu Bildrekonstruktionszwecken beleuchtet wird, weil grosse Verzerrungen in Kauf zu nehmen wären, wenn die Rekonstruktion von einer ebenen Oberfläche aus erfolgt. Eine zylindrische "Rekonstruktionsgeometrie ist häufig unbequem. Beispielsweise ist es zur Rekonstruktion des Bildes einer dreidimensionalen Figur, wie eines künstlichen oder verwickelten Moleküls, von einer Platte in einem Buch viel bequemer, eine flache Platte statt eines Filmstreifens zu beleuchten und zu betrachten, der in Zylinderform gerollt werden muss, bevor er betrachtet werden kann.

Demgemäss ist es Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Aufzeichnungen mit grossem Gesichtswinkel bereitzustellen.

Erfindungsgemäss wird dieses erreicht durch effektives Vergrössern des vom Aufzeichnungsmedium am Objekt erfassten Winkels während des Aufzeichnungsprozesses. Dabei wird praktisch ein einzelnes HoIo-

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gramm erzeugt, das aus mehreren kleinen vertikalen Streifen-Hologrammen unterschiedlicher Objektansichten aufgebaut ist. Eine Maske mit einem vertikalen lichtdurchlässigen Bereich wird vor ein flaches Aufzeichnungsmedium gesetzt. Das Objekt wird dann beleuchtet, und ein Segment des Aufzeichnungsmediums nach allgemein bekannten Hologrammaufzeichnungsmethoden belichtet. Nach dieser Belichtung wird die Maske um Schlitzbreite längs der Plattenoberfläche verschoben, und das Objekt wird etwas um seine vertikale Achse gedreht. Sodann wird ein zweites Segment des Aufzeichnungsmediums belichtet. Dieser Prozess wird wiederholt, bis die ganze Platte segmentweise belichtet und das Objekt ausreichend gedreht worden ist, um den gewünschten Gesichtswinkel aufzuzeichnen.

Es werden dann die notwendigen Schritte ausgeführt, um das auf dem Aufzeichnungsmedium Aufgezeichnete zu konservieren; die resultierende permanente Aufzeichnung wird als Hologramm bezeichnet. Aus dem vorstehend wiedergegebenen Aufzeichnungsprozess ist ersichtlich, dass dieses Hologramm aus einer Reihe vertikaler Hologrammsegmente zusammengesetzt ist, von denen ein jedes eine Aufzeichnung einer verschiedenen Ansicht des Objektes ist. Das Hologramm wird dann nach üblichen Methoden zur Beleuchtung flacher Hologramme beleuchtet und beobachtet. Beim Betrachten des Hologramms kann das rekonstruierte

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Bild zum Drehen um seine Achse durch blosses Bewegen des Kopfes von der einen Seite zur anderen Seite des Hologrammes gebracht werden, weil jedes Segment des Hologramms eine Aufzeichnung einer verschiedenen Objektansicht ist.

Wie in dem vorstehend erwähnten Artikel von Jeong angegeben ist, können Weitwinkelaufnahmen auch mit den Methoden der Integral-Photographie gemacht werden, die im grösseren Detail beispielsweise in dem Artiddel von H.E. Ives, "Optical Properties of a Lippmanr Lenticulated Sheet," Journal Optical Society America, 2h, 171 (la? J bs-

k schrieben sind. Man benutzt dabei einfach eine Mifetenaugen-Linse, die in zylindrischer Konfiguration um das zu photo graphier ende Objekt herum angeordnet ist. Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, eine flache Bföät&enaugen-Linse zur Herstellung der Integral-Aufnahme zu verwenden. Die angewndte Methode ist ähnlich der bei der Erzeugung eines Hologramms verwendeten; es wird jedoch kein Bezugsstrahl benutzt, und eine Mückenaugen-Linse bildet das Licht vom Objekt auf das Aufzeichnungsmedium ab.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch unter Verwendung gekrümmter Aufzeichnungsmedien durchgeführt werden, obgleich eine derartige Massnahme dazu geeignet ist, den Betrachttingsprözess zu komplizieren, Die Dreh- und Maskiermethode ist gjeiehermassen

wirksam in Verbindung mit einer gekrümmten Oberfläche wie in Verbindung mit einer ebenen Oberfläche, um den effektiven, am Objekt vom Aufzeichnungsmedium während des Aufzeichnungsprozesses erfassten Winkel zu erhöhen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; es zeigen:
ψ Fig. 1 eine schematische Schrägansicht einer Apparatur zur

Erzeugung eines Hologramms,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Beleuchtung des in der Apparatur nach Fig* I erzeugten Hologramms,
Fig. 3 eine schematische Schrägansicht einer Apparatur zur

Erzeugung einer Integralphotographie und

Fig. 4 eine schematische Schrägansicht einer Apparatur zur k Beleuchtung der in der Apparatur nach Fig. 3 erzeugten"

Integralphoto graphie.

Schon von Beginn an war die Holographieinieht.beschränkt auf xlasAufzeichnen von Phase und Amplitude eines von eineni Objekt moduMerten Strahls, das mit sichtbarem Dicht beleuchtet wird. Die erste Arbeit; auf dem Gebiet der Holographie war ein Versuch, Objekte auf zuzeich-

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nen, die von Röntgenstrahlen "beleuchtet" wurden; und es sind Aufzeichnungen von Objekten gemacht worden, die durch Mikrowellen, Infrarotfrequenzen, sichtbares Licht und Ultraviolettfrequenzen beleuchtet worden sind. Es sind auch Methoden entworfen worden, um Hologramme von Objekten herzustellen, die mit akustischen Wellen "beleuchtet" wurden. Der Bequemlichkeit halber, und weil dieses sich in der einschlägigen Technik eingeführt hat, wird vorliegend der Hologrammerzeugungsprozess anhand der Beleuchtung eines Aufzeichnungsmediums durch Licht beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass "Licht" sowie ähnliche Ausdrücke als die Verwendung jeglicher Form einer "Beleuchtung" im Rahmen einer Hologrammerzeugungsmethode umfassen soll, gleichgültig ob es sich um sichtbares oder nichtsichtbares Licht handelt. In ähnlicher Weise soll die Beschreibung des Hologrammbeleuchtungsprozesses ebenfalls die Verwendung jeglicher Beleuchtungsformen umfassen, die einen feststellbaren Informationsstrahl erzeugen, und ist nicht auf die Verwendung von sichtbarem Licht beschränkt.

Integralphoto graphie war aus traditionelleren Gründen auf Photographie mit sichtbarem Licht beschränkt. Jedoch kann innerhalb der Grenzen, welche durch das Durchlassfrequenzspektrum der Mückenaugen-Linse gegeben sind, eine Integralphoto graphie hergestellt oder beleuchtet werden, und zwar unter Verwendung von Frequenzen, die ausserhalb

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des sichtbaren Bereiches liegen. Folglich soll auch bei der Integralphotographie das Wort "Licht" jegliche Form der "Beleuchtung" umfassen, gleichgültig ob es sich hierbei um sichtbares oder nichtsichtbares Licht handelt.

In Fig. 1 ist eine Apparatur dargestellt, die eine Quelle 11 für kohärentes Licht aufweist, ferner ein dreidimensionales Objekt 13, von welchem die Information zu speichern ist, einen Bezugsstrahl-Spiegel 15, eine Maske mit einem vertikalen durchlässigen Bereich oder Schlitz 18, sowie ein_Aufzeichnungsmedium 19, zumeist eine photographische Platte, unmittelbar hinter der Maske 17. Zu Erläuterungszwecken ist das Objekt 13 auf einer Dreheinrichtung 21 angeordnet, und die Lichtquelle 11 liegt neben dem Aufzeichnungsmedium 19. _Λ

Zum Erhalt einer Gruppe von Informationsstreifen, die die Information über das Objekt 13 enthalten, wird ein informationsführender modulierter Strahl 14 erzeugt durch Reflektieren eines Teils des von der Quelle 11 herrührenden Lichtstrahls 12 am Objekt 13. Der Informationsstrahl 14 fällt dann auf die Maske 17,.wo er mit-einem Bezugsstrahl J 6 interferiert, der seinerseits durch Reflexion eines weiteren Teils des Lichtstrahls 12 am Spiegel 15 erzeugt wird. Äusserhälb des Bereichs des Schlitzes 18 wird das Licht dieser beiden interferie-

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renden Strahlen ausgeblendet. Im Bereich des Schlitzes 18 durchquert jedoch das Licht die Maske 17 und fällt auf ein Segment des Aufzeichnungsmediums 19.

Nach geeigneter Belichtung des Aufzeichnungsmediums 19 wird das Objekt 13 durch die Dreheinrichtung 21 um seine vertikale Achse um einen kleinen Winkel gedreht, und die Maske 17 wird in horizontaler Richtung längs der Fläche des Aufzeichnungsmediums um einen der Breite des Schlitzes 18 entsprechenden Betrag verschoben. D- Richtung der Drehung ist entgegen der Verschieberichtung, wie d'.-^p.es durch die Pfeile A und B dargestellt ist, um die grösstmögiichste Drehung des Bildes längs des Aufzeichnungsmediums zu erhalten. Sodann wird ein zweites Segment des Aufzeichnungsmediums belichtet durch Richten des Lichtstrahls 12 auf das Objekt 13 und den Spiegel 15 zur Bildung der Informations- und Bezugsstrahlen 14 bzw. 16, die an der Maske 17 interferieren und das nächste Segment des Aufzeichnungsmediums 19 hinter dem Schlitz 18 belichten.

Weitere Belichtungen erfolgen nach derselben Prozedur, nämlich kleine Drehungen und Maskenverschiebungen, bis das ganze Aufzeichnungsmedium belichtet und das Objekt weit genug gedreht worden ist, um eine Aufzeichnung mit der gewünschten Bildwinkelweite zu erhalten.

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Sodann werden die zum Erhalt einer permanenten Aufzeichnung der auf dem Aufzeichnungsmedium 19 aufgezeichneten Interferenzmuster durchgeführt; und diese Aufzeichnung, die Hologramm genannt wird, wird mit der Apparatur nach Fig. 2 betrachtet. Diese Apparatur weist eine Quelle 111 für kohärentes Licht und das als Element 119 dargestellte Hologramm auf. Zur Betrachtung des Hologramms 119 wird ein Bezugslichtstrahl 116 von der Quelle 111 auf das Hologramm 119 gerichtet, und der Betrachter beobachtet von der in Fig. 2 dargestellten Stelle aus ein virtuelles Bild 113 des Objektes 13. Wegen des in Verbindung mit Fig. 1 im einzelnen erläuterten Aufzeichnungsprozesses sollte es offensichtlich sein, dass das Hologramm 119 aus einer Reihe vertikaler Hologrammsegmente 119¹ besteht, wobei jedes Segment eine Aufzeichnung einer verschiedenen Ansicht des Objektes ist. Folglich nimmt jedes Auge des Beobachters normalerweise eine verschiedene Ansicht des Objektes wahr, ein Phänomen, das weiter unten noch beschrieben wird. Wenn dann der Beobachter seine Augen längs der horizontalen Richtung des Hologramms bewegt, sieht er verschiedene Ansichten des Objektes, und zwar gerade so, wie wenn das Bild sich drehen würde.

Es wurden mehrere Hologramme mit verschieden weiten Gesichtswinkeln erzeugt« und zwar unter Verwendung verschiedener Anordnungen der Elemente, verschiedener Schlitzbreiten und verschiedener

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Photoplattengrössen. In einem Fällbar die Entfernung vom Objekt zur photographischen Platte 33 cm und die Breite des erzeugten Hologramms 10 cm. Die Schlitzbreite war 2, 5 mm und der Drehwinkel

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des Objektes zwischen den einzelnen Belichtungen war 3, 75 . In einem zweiten Beispiel war die Entfernung zwischen Objekt und photographischer Platte wiederum 33 cm, die Breite des Hologramms betrug 10 cm und die Verdrehung des Objektes betrug 3, 75 ; jedoch war die Breite des Schlitzes nur 1, 25 mm. In einem dritten Beispiel war die Entfernung zwischen Objekt und photo graphischer Platte 30 cm, und die Breite des Hologramms war 22 cm. Die Breite des Schlitzes betrug 2,1 mm und die Verdrehung des Objektes zwischen jeder Belichtung betrug 3,75.

Wie zu erwarten war, wurde beobachtet, dass eine Verringerung der Schlitzbreite folglich eine Verringerung der Breite des einzelnen aufr gezeichneten Hologrammstreifens eine Abnahme in der Auflösung des rekonstruierten Bildes zur Folge hat. Es kann jedoch gezeigt werden, dass nur wenig Auflösungsverlust behalten wird, wenn die Schlitzbreite und damit die Breite des einzelnen Hologrammstreifens grosser ist als dA/.[d + D), wobei d die Entfernung des rekonstruierten Bildes des Objektes vom Hologramm ist, ferner A die Apertur des Betrachtungssystems, beispielsweise der Durchmesser der Pupille des Auges

oder der Linse einer Kamera, und D der Abstand des Betrachters vom Hologramm. Wenn man annimmt, dass der Pupillendurchmesser des Be ob achter auge s 3 mm beträgt, und dass der Beobachter sich doppelt so weit vom Hologramm wie das Bild entfernt befindet., dann sollte die Schlitzbreite zumindest 1 mm betragen.

Bei der Betrachtung eines relativ nahen Objektes verzeichnet jedes % Auge des Beobachters ein etwas unterschiedliches Bild, weil jedes

Auge das Objekt unter einem leicht unterschiedlichen Blickwinkel sieht. Ist beispielsweise das betrachtete Objekt 40 cm vom Betrachter entfernt und ist der Augenabstand 6 cm, so ist der Betrachtungswinkelunterschied nahezu 9 . Die beiden verschiedenen wahrgenommenen Bilder werden jedoch im Gehirn des Beobachters zu einem einzigen verschmolzen, so dass dieser nur ein einziges Bild sieht. Bei der Betrachtung eines gewöhnlichen Hologramms nimmt jedes Auge des Beobachters in ähnlicher Weise nur ein leicht unterschiedliches Bild wahr, weil ein richtig beleuchtetes Hologramm eine getreue Rekonstruktion genau dessen ist, was gesehen würde, wenn das ursprüngliche Objekt betrachtet würde.

Wegen der Drehung des Objektes, der Maskierung und der Maskenverschiebung während des erfindungsgemässen Aufzeichnungsverfahrens nimmt jedoch jedes Auge des Betrachters beträchtlich verschiedene

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Bilder wahr. Wenn beispielsweise sich der Betrachter doppelt so weit vom Hologramm 19 wie das Bild 13 in Fig. 2 entfernt befindet^ und ist der Augenabstand des Betrachters 6 cm, dann folgt aus der elementaren Geometrie, dass ein Auge des Beobachters das Bild durch sin Hologrammsegment 119^r erblickt,;,, das 2 cm von einem, zweiten Hologrammsegment 119^! entfernt gelegen ist,, durch welches das andere Auge des Beobachters das Bild sieht. Jedoch ist offensichtlich, dass., wenn während des Hologrammaufseichnungsprozesses das Objekt um 3, 75 zwischen jeder Belichtung gedreht wird und wenn die Verschiebung der Maske zwischen jener Belichtung 2_S 5 mm beträgt., der effektive Winkelabstand der Augen oder der Blickwinkalunterschied 30 beträgt.

Es wurden Versuche ausgeführt^ ran den maximalen- Winkelabstand zn bestimmen, bei welchem, das menschliche Gehirn die von beiden. Augen erzeugten verschiedenen Bildern noch zn einem einzigen verschmelzen kamio Verschiedene Personen wurden aufgefordert^ eine Heilie Hologramme zu betrachten und die Entfernung vom Hologramm zu bestimmen, bei der die Bilder zur Deckung gebracht werden konnten. Aus dieser Information wurde bestimmte dass der maximale Winkel zwischen den Bildern., bei welchem die Bilder vereinigt würden, 38 +1 beträgt. Aus der Geometrie der Anordnung wurde dann errechnet, dass die maximale Drehung^ R , zwischen Belichtungen, für die

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eine Verschmelzung stattfindet, gegeben ist durch den Ausdruck

R · (38° * 1° - 2 tan"¹ 2-SSi.) *2L±JJT. _{wobei d}

max ^l — D 4· d * d δ cm.

nung zwischen Objekt und Hologramm in cmisi, ferner D die Entfernung zwischen Hologramm und Betrachter in cm,, und T die Entfernung in cm, uni welche die Maske zwischen den Einzelbelichtungen verschoben wird. In dieser Formel ist der tan -Ausdruck der Winkel, unter welchem das Bild von den beiden Augen des Betrachters unter normalen Umständen erfasst würde, wobei 8 cm als mittlerer Augenabstand angenommen worden istj; und (D 4· d)/(d 6} ist ein Mass für die Geometrie der Betrachtungs anordnung.

Mit einer Abänderung der vorstehend beschriebenen Beleuehtungsmethode ist es möglich* jegliche Schwierigkeiten bezüglich einer BiId-•yerSchmelzung zu vermeiden. In diesem Fall wird das Hologramm wie nach Fig. 1 erzeugt,, es wird dann aber um 90 um seine Normale fc gedreht, bevor es su Betrachtungszwecken beleuchtet wird. Auf diese

Weise erblicken beide Augen das Bild durch ein einziges Hologramm= segment, beide Augen werden daher das gleiche Bild sehen» Um das Objekt aus einem verschiedenen Winkel zu betrachten^, bewegt der Beobachter seine Augen dann lediglich in senkrechter Richtung, statt in horizontaler Richtung, wie dieses im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben worden ist.

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Die soweit gegebenen Erläuterungen ermöglichen es dem Betrachter, das rekonstruierte Bild unter weiten Winkeln in horizontaler Richtung zu sehen. Um ein Bild zu erzeugen, das unter weiten Winkeln in vertikaler Richtung betrachtet werden kann, wird das Hologramm mit Hilfe einer Maske erzeugt, die einen horizontalen statt eines vertikalen durchlässigen Bereiches besitzt, und die Maske wird in vertikaler Richtung bewegt, während das Objekt um eine horizontale Achse gedreht wird. Allgemein gesprochen wird zur Erzeugung eines Bildes, das unter weiten Winkeln in einer gegebenen Richtung betrachtet werden kann, die Maske in der gegebenen Richtung bewegt, während das Objekt um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Maske steht und in einer Ebene parallel zum Aufzeichnungsmedium verläuft.

Es ist auch möglich, ein Hologramm zu erzeugen, welches ein Bild konstruiert, das unter weiten Winkeln in sowohl der horizontalen als auch vertikalen Richtung betrachtet werden kann. In diesem Fall hat die Maske einen transparenten Bereich in Form eines kleinen Quadrates oder Rechteckes, das zeilenweise über das Aufzeichnungsmedium derart geführt wird, dass dieses ganz belichtet wird. Beispielsweise wird die Maske in horizontaler Richtung über das Aufzeichnungsmedium hinweg bewegt, wodurch ein horizontaler Streifen des Mediums belichtet

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wird, während das Objekt um seine vertikale Achse gedreht wird. Folglieh erhält man eine Aufzeichnung, die eine weitwinklige Ansicht des Objektes in der horizontalen Richtung aber eine kleinwinklige Ansicht in der vertikalen Richtung liefert. Zur Erhöhung des Blickwinkels in der vertikalen Richtung wird die Maske nach Vervollständügung der ersten Zeile in der vertikalen Richtung entsprechend der Höhe ihres transparenten Bereichs verschoben, und das Objekt wird um einen ^ kleinen Betrag um seine horizontale Achse gedreht. Es wird dann eine

zweite Zeile belichtet. Auf diese Weise werden so viele weitere Zeilen belichtet, wie zum Erhalt der gewünschten weitwinkligen Ansicht in der vertikalen Richtung erforderlich sind.

Die in Fig. 3 dargestellte Apparatur weist eine Lichtquelle 31 auf, die nicht kohärent zu sein braucht, ferner ein dreidimensionales Objekt 33, über das Information zu speichern ist, eine Maske 35, die mit einem vertikalen durchlässigen Bereich oder Schlitz 36 versehen ist, eine ■ Mückenaugen-Linse 37 und schliesslich ein Aufzeichnungsmedium 38,

zumeist eine photo graphische Platte, die in der Bildebene der Linse angeordnet ist. Wie dargestellt, ist das Objekt 33 auf einer Dreheinrichtung 41 angeordnet. In der Praxis wird die Mückenaugen-Linse 37 direkt hinter der Maske 35 montiert; und weil die Bildebene der Linse 37 ziemlich dicht hinter derselben liegt, befindet sich die photo graphische Platte 38 gleichfalls recht dicht hinter der Linse 37. Der Klarheit

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halber sind jedoch diese Elemente in Fig. 3 in etwas auseinandergezogenem Zustand dargestellt.

Zum Erhalt einer Integralphotographie des Objektes 33 wird ein informationsführender^ modulierter Strahl 34 erzeugt durch Reflexion eines Teils eines Lichtstrahls 32 der Quelle 31 am Objekt 33. Der Informationsstrahl 34 fällt dann auf die Maske 35 „ Ausserhalb des Bereiches des Schlitzes 36 wird das Licht ausgeblendet» Jedoch im Bereich des Schlitzes 36 durchquert das Licht die Maske 35 und wird durch die Mückenaugen-Linse 37 auf ein Segment des Auizeichnungsmediums 38 abgebildet.

Nach geeigneter Belichtung des Aufzeichnungsmediums 38 wird das Objekt 33 um einen kleinen Winkel um seine vertikale Achse mit Hilfe der Dreheinrichtung 41 gedreht,, und die Maske 35 wird in horizontaler Eichtung längs der Fläche des Äufzeichnungsmediums um eine Strecke verschoben, die gleich der Breite des Schlitzes 36 ist. Die Drehrichtung ist gegenüber der Verschiebungsrichtung entgegengesetzt, wie dieses durch die Pfeile C und D dargestellt ist, um die grösstmögHche Drehung des Bildes längs eines gegebenen Gebietes des Aufzeiehnungsmediums zu erzeugen. Sodann wird ein zweites Segment des Äufzeichnungsmediums belichtet durch Richten des Lichtstrahls 32 auf das

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Objekt 33, so dass ein Informations strahl 34 entsteht, von dem ein Teil durch die Mückenaugen-Linse 37 auf den hinter dem Schlitz 36 gelegenen Teil des Aufzeichnungsmediums 38 abgebildet wird..

Es werden dann weitere Belichtungen auf die gleiche Weise durchgeführt , d„h. unter Ausführung kleiner Drehungen und Maskenverschiebungen,, bis das ganze Aufzeichnungsmedium belichtet>und das Objekt

P weit genug gedreht worden ist, um eine Aufzeichnung mit de? gewünschten Blickwinkelweite zu erhalten. Sodann werden die erforderlichen Schritte ausgeführt, um eine permanente Aufzeichnung der Bilder zu erhalten, die auf dem Aufzeichnungsmedium 38 erzeugt worden sind» Diese Aufzeichnung, die eine Integralphotogr-aphie genannt WiTd₃ wird in der Apparatur nach Fig. 4 betrachtet. Diese Apparatur weist eine Lichtquelle 131 auf, die nicht kohärent zu sein braucht, ferner eine Mückenaugen-Linse 137, die das optische Äquivalent der Mückenaugen-

fc Linse 37 der Fig. 3 ist, und die Integralphotographie, die als Element

138 dargestellt ist. Um die Photographie 138 zu betrachten^ wird ein Lichtstrahl 132 von einer Quelle 131 durch die Photographie 138 und die Mückenaugen-Linge 137 geschickt j und ein reelles pseudoskopisches Bild 133 des Objektes 33 wird wie dargestellt beobachtet. Wegendes vorstehend im. einzelnen beschriebenen Aufzeichnungsprozesses kann sich der Betrachter um das Bild 133 bewegen, und sieht ein BiId₁₈ das

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eine weitwinklige Ansicht des Objektes ist, wie diese aufgezeichnet worden ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist es möglich, die Lichtquelle und die photographische Platte 19 um das Objekt 13 zu drehen, statt das Objekt 13 um seine Achse zu drehen., dieses ist vorzuziehen, wenn das Objekt 13 gross und schwer ist, und ist in denjenigen Fällen notwendig, in welchen das Objekt 13 nicht gedreht werden kann. In ähnlicher Weise kann, obgleich die vorstehende Beschreibung anhand eines ebenen Aufzeichnungsmediums erfolgte, auch ein gekrümmtes Aufzeichnungsmedium verwendet werden.

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Claims

so

Pa tentansprüche

Verfahren zum Aufzeichnen eines dreidimensionalen Objektes, gekennzeichnet durch Belichten eines ersten Teils eines Aufzeichnungsmediums (19) mit einem vom Objekt (13) modulierten Lichtstrahl (14), durch Drehen zumindest eines von beiden, nämlich von Aufzeichnungsmedium und Objekt, relativ zum anderen und durch Belichten eines zweiten Teils des Aufzeichnungsmediums (19) mit einem Lichtstrahl der vom Objekt in dessen durch die Drehung relativ zum Aufzeichnungsmedium geänderter Orientierung moduliert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass N Teile des Aufzeichnungsmediums durch eine lichtundurchlässige Maske mit einem einzelnen durchlässigen Bereich aufeinanderfolgend belichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske zwischen jeder Belichtung um eine Entfernung verschoben wird, die ausreicht, die vorher belichteten Teile des Aufzeichnungsmediums abzudecken.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

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Entfernungen, um welche die Maske zwischen jeder Belichtung verschoben wird, im wesentlichen gleich sind, und dass die Grosse der Relativdrehung zwischen Aufzeichnungsmedium und Objekt zwischen jeder Belichtung im wesentlichen-gleich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Entfernung, um die die Maske zwischen jeder der Belichtungen verschoben wird, annähernd gleich der Breite des durchlässigen Bereichs der Maske ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Breite des durchlässigen Bereichs in der Maske gleich oder grosser ist als dA/(d + D), wobei d die Entfernung zwischen dem rekonstruierten Bild und dem Aufzeichnungsmedium ist, ferner A die Apertur eines zur Betrachtung des Bildes benutzten Linsensystems und D die Entfernung zwischen dem Linsensystem und dem Aufzeichnungsmedium, und dass die Winkeldrehung, gemessen in Graden, zwischen jeder Belichtung gleich oder kleiner ist, als

(38° + 1° - 2 tan"¹ IfL)

^% — " D + d' d 6 cm

wobei T der Verschiebungsbetrag der Maske in cm ist und d und D wie vorstehend definiert und in cm ausgedrückt sind.

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7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,, dass der durchsichtige Bereich in der Maske ein vertikaler Streifen ist, dass die Maske längs des Aufzeichnungsmediums in horizontaler Richtung verschoben wird und dass das Objekt um seine vertikale Achse gedreht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Aufzeichnung ein Hologramm ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Aufzeichnung eine Integralphotographie ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Aufzeichnungsmedium erfasste Winkel kleiner als 180 ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Mückenaugen-Linse ein vom Objekt modulierter Lichtstrahl auf einen ersten Teil eines Aufzeichnungsmediums abgebildet wird, und sodann mit Hilfe der Mückenaugen-Linse ein Lichtstrahl, der vom Objekt in dessen durch die Drehung relativ zum Aufzeichnungsmedium geänderter Orientierung moduliert ist, auf einen zweiten Teil des Aufzeichnungsmediums abgebildet wird. .

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