DE1911998A1 - Verfahren zum Aufzeichnen eines dreidimensionalen Objektes - Google Patents
Verfahren zum Aufzeichnen eines dreidimensionalen ObjektesInfo
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Description
Western Electric Company Incorporated
New York, N.Y. 10007 U.S.A.
""""" 191 T 9 9 8
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
«ζ
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,, 57y
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
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
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
ο '
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 119r 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 2S 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.
909839/1300
Claims (11)
- soPa tentansprücheVerfahren 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 die90 9839/1300.IMEntfernungen, 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 cmwobei T der Verschiebungsbetrag der Maske in cm ist und d und D wie vorstehend definiert und in cm ausgedrückt sind.909839/1300 - 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. .909839/1300Leerseite
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