DE2740284C2 - Kamera mit einer Anzeigevorrichtung - Google Patents

Kamera mit einer Anzeigevorrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kamera mit einer Anzeigevorrichtung für eine zur Information dienende Anzeige in einem Sucherbild, die zusammen mit einem durch ein Objektiv erzeugten Objektbild im Sucher betrachtbar ist
Eine Kamera mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1 ist bekannt (DE-OS 25 35 329). Diese weis* eine A jzeigevorrichtung in Form einer Segmentanzeigeeinrichtung auf. Zum einen ist die Art der durch die Segmentanzeigeeinrichtung anzeigbaren Informationen beschränkt auf mittels der Segmente darstellbare Information a, und zum anderen erfordert eine solche Segmentanzeigeeinrichtung innerhalb der Kamera verhältnismäßig viel Einbauraum, und zwar insbesondere dann, wenn die Informationsanzeige zugleich mit dem Objefctbild beobachtbar sein soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kamera derart auszubilden, daß hinsichtlich der Art der darstellbaren Information weniger Einschränkungen bestehen. Zum anderen soll auch der erforderliche Raumbedarf gering sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kamera gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Unter dem Ausdruck »Hologramm« werden im allgemeinen Interferenzstreifen verstanden, die durch eine Objektwellenfront und eine Vergleichwellenfront gebildet werden und auf einem Hologrammaufzeichnungsmittel aufgezeichnet werden. In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck Hologramm in einer breiteren Verwendung gebraucht und soll auch die Interferenzstreifen einschließen, die durch andere als die oben beschriebenen Mittel erzeugt werden, wie beispielsweise die Interferenzstreifen, die durch eine Ultraschallwelle, durch ein von einem Computer berechnetes Hologramm oder ähnliches erzeugt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kamera ist ein Hologramm derart ausgebildet und angeordnet, daß das rekonstruierte Informationsbild des Hologramms nahe eier Bildebene des Suchers gebildet wird und das Objektbild dabei überlagert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kamera kann ein Fokussierbild-Hologramm verwendet werden, das durch normales inkohärentes Licht reproduzierbar ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kamera kann ein Volumenhologramm verwendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kamera kann ein Hologramm vom Phasentyp verwendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgernäßen Kamera kann die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Lichtquellen umfassen, die einzeln eine Vielzahl von im Hologramm gespeicherten Informationsbildern zugeordnet sind, so daß wahlweise eines oder mehrere dieser Informationsbilder rekonstruierbar und dem Objektbild überlagerbar sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgernäßen Kamera kann die das Hologramm beleuchtende Beleuchtungseinrichtung so angeordnet sein, daß ihre Lichtstrahlen in das Hologramm unter einem solchen Winkel eintreten, das sie innerhalb des Hologramms total reflektiert werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im Folgenden erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung eines Ausfuhrungsbeispieles gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Darstellung eines Volumenhologrammes,
F i g. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung des Beugungswirkungsgrades eines Volumenhologrammes zum Einfallswinkel des beleuchtenden Lichtstrahles.
Fig. 4 eine Darstellung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Kologrammes,
Fig. 5 eine Darstellung einer Maske, die bei der Durchführung des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens verwendet werden kann,
Fig. 6 eine Darstellung eines bilderzeugenden Hologrammes, die gemäß dem Verfahren von Fig. 4 hergestellt wurde,
-Fi g. 7 eine Darstellung zur Erläuterung, wie man die gewünschten Beugungsstreifen bzw. Interferenzstreifen innerhalb eines Volumen hologrammes erhält,
Fig. 8 die Darstellung einer Interferenz zwischen einer Objektwelle und einer Vergleichswelle innerhalb eines fotoempfindlichen Materiales,
F i g. 9 eine Darstellung der relativen Lagen der Objektwelle und der Vergleichswelle, die erforderlich sind, um gewünschte Interferenzstreifen in einem Volumenhologramm zu erhalten,
F i g. 10 ein anderes Verfahren zur Bildung eines Hologrammes, das von dem in F i g. 4 dargestellten Verfahren abweicht,
Fig. 11 eine Darstellung eines zweiten Ausfuhrungsbeispieles, das eine selektive Anzeige von zwei Mustern gestattet, Fig. 12 eine Darstellung eines modifizierten Beispieles des zweiten Ausführungsbeispieles,
Fig. 13 eine Darstellung eines dritten Ausfuhrungsbeispieles, das zur Anzeige vieler Informationsbilder imstande ist,
F i g. 14 eine Darstellung des gebeugten bzw. gebrochenen Lichtes, ctas man erhält, wenn man J«s Volumenhologramm schwenkt, Fig. 15 ein viertes Ausführungsbeispiel,
F i g. 16 eine Darstellung eines fünften Ausführungsbeispieles, bei dem die erfindungsgemäße Anordnung der Informationsbilderanzeige auf ein optisches Suchersystem einer einäugigen Spiegelreflexkamera zugeführt wird, und
Fig. 17 eine Darstellung eines modifizierten Beispieles des in /ig. 16 dargestellten Ausführungsbeispieles.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird ein Hologramm verwendet, das durch normales, inkohärentes Licht rekonstruiert werden kann und bei dem ein durch eine optische Abbildungseinrichtung abgebüdetes reelles Bild so angeordnet ist, daß es auf der gleichen Ebene ein zweidimensionales, rekonstruiertes, reelles Bild des Hologrammes überlagert. Die optische Abbildungseinrichtung ist beispielsweise ein Sucher einer Kamera. Um eine Rekonstruktion mit Hilfe von gewöhnlichem, inkohärentem Licht zu ermöglichen, wird bei diesem Beispiel ein Fokussierbild-Hologramm verwendet In diesem Falle muß zum Erzeugen einer Überlagerung des reellen Objektbildes und des rekonstruierten reellen Informationsbildes des Hologrammes das Fokussierbild-Hologramm selbst so angeordnet sein, daß es das Objektbild überlagert. Infolge dessen wird das Hologramm durch ein Lichtbündel beleuchtet, das das Objektbild erzeugt Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird jedoch ein Volumenhologramm verwendet, so daß das Hologramm das Objektbild nicht beeinflußt, wenn das rekonstruierte Informationsbild nicht erforderlich ist.
In F i g. 1 ist mit O ein primäres Objektbild bezeichnet, das durch das - nicht gezeigte - Objektiv abgebildet wird; ein von dem primären Objektbild O herrührendes Lichtbündel 1 geht durch Linsen 2 und 3 hindurch, um ein sekundäres Objektbild auf der Bildebene 5 zu bilden. Auf einem transparenten Träger 6 ist ein Hologramm 7 angeordnet, das dem Objektbild überlagert ist, welches an der Bildebene 5 gebildet wird. Das Hologramm 7 wird von einer Beleuchtungseinrichtung beleuchtet: Durch eine Linse 9 wird ein von der gewöhnlichen inkohärenten Lichtquelle 8 ausgehender divergierender Strahl zu einem Parallelstrahl gebündelt, dessen Einfallwinkel auf das Hologramm etwa dem Einfallwinkel eines Vergleichsstrahles entspricht, der bei der Herstellung des Ho'iogrammes verwendet wurde. Aus dem Hologramm 7 wird eine Beugungswelle rekonstruiert, die in Richtung der optischen Achse einer optischen Abbildungseinrichtung gelangen kann und ein rekonstruiertes Bild liefert. Wenn das Hologramm von Bildtyp ist, so wird das Bild auf der Hologrammebene rekonstruiert und überlagert in der Nähe der Bildebene 5 das Objektbild. Das rekonstruierte Bild kann durch die optische Abbildungseinrichtung 13 und 14 zusammen mit dem Objektbild am selben Diopter betrachtet werden.
Wenn jedoch im allgemeinen ein Hologramm so angeordnet ist, daß es ein Objektbild überlagert, wie es beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, so wird ein vom Objektbild herrührendes Lichtbündel an dem Abschnit* gebeugt, an dem die Hologrammstreifen gebildet werden, und an dem Abschnitt nicht, an dem die Streifen bzw. Linien nicht gebildet werden. Der Abschnitt, an dem die Hologramirsstreifen gebildet werden, wird anschließend durch eine optische Abbildungseinrichtung 13 und 14 beobachtet. Im Falle eines Fokussierbild-Hologrammcs hat die Beleuchtung durch das das Bild erzeugende Lichtbündel außerdem immer die Erzeugung eines Negativbildes des rekonstruierten Bildes des Hologrammes zusammen mit einem Objektbild zur Folge. Um dieses Problem zu lösen, wird deshalb ein Volumenhologramm verwendet und die Bragg-Winkelbreite des Volumenhologrammes ist so eingestellt, daß sie kleiner ist als der Streuwinkel des das Objektbild erzeugenden Lichtbündels. Dies wird im folgenden näher erläutert.
Unter einem Volumenhologramm versteht man einen Beugungskörper mit dreidimensionaler Beugungsgittefstfiiktuf, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Eine derartige Beugungsgitterstruktur kann in Form einer Dichteverteilung oder einer Brechungsindexverteilung ausgebildet sein. Um jedoch eine Beeinflussung des das Objektbild erzeugenden Lichtbündels zu vermeiden, hat die Beugungsgitterstruktur vorzugsweise die Form einer Brechungsindexverteilung. Bei geeignet gewählten Bedingungen ist das Beugungsgitter des Volumenhologramms dadurch charakterisiert, daß man den maximalen Beugungswirkungsgrad led.gUch fur einen Lichteinfall aus einer ganz bestimmten Richtung erhält. Mit anderen Worten besitzt ein derartiges Beugungsgitter in Bezug auf den Beugungswirkung!$rad eine strenge Richtcharakteristik. Fig. 3 zeigt eine derartige Charakteristik, wobei die Änderung des Beugungswirkungsgrades bei Änderung des Einfallwinkels des Lichtbündels dargestellt ist, I
der ein Beugungsgitter eines Volumenhologrammes beleuchtet. Der Beleuchtungswinkel ö». bei dem der Beu- ■
gungswirkungsgrad sein Maximum erreicht, wird Braggwinkel genannt, der durch die folgende Beugungsbedingung von Bragg ausgedrückt wird:
a = p+K (1)
_
wobei α und ρ einen Wellenzahlvektor des einfallenden Lichtes bzw. des Beugungslichtes darstellen; K stellt den reziproken Vektor des Beugungsgitters dar (siehe Fig. 2). Daraus erhält man die folgenden Formeln:
\-p\ = \S\-InIXn, (2)
(wobei km die Wellenlänge innerhalb des Beugungsgitters darstellt), und
\~K\ = lnld (3)
(d: Gitterabstand bzw. Gitterkonstante).
Unter der Annahme, daß der reziproke Vektor K auf einer KZ-Ebene gemäß Fig. 2 liegt, so lautet die Bedingungsformel von Bragg
ld sin θ a = λα0, (4)
wobei λα die Wellenlänge in Luft und n0 einen mittleren Brechungsindex des Beugungsgitters darstellt.
Dariiberhinaus wird die Winkelbreite öm mit Richtcharakter im Verhältnis zum Beugungsgitter d enger, wenn die Dicke des Beugungsgitters anwächst. Im Falle, daß die Beugungsstreifen des Beugungsgitters senkrecht zur Ebene der Gitterebene stehen und die Beugungsstreifen mit Brechungsindexverteilung erzeugt werden, erhält man die Winkelbreite öm aus den Formeln
χ =
2 πη0Τ Sin θΒ '
= d/r. (6)
Ist beispielsweise/iQ = 1,52,7"= 15 μ.τη,λα =0,488 ^mund^e = 19,2° (bei 30° in Luft), wird die Winkelbreite öm ziemlich eng und zwar 1,6° in einem Medium und 2,45° in Luft.
Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Erzeugung eines Hologrammes und insbesondere eines Fokussierbild-Hologrammes. Ein von einem Laser 17 ausgesandter Lichtstrahl wird durch einen Strahlenteiler 18 in zwei Strahlen geteilt. Einer der beiden geteilten Lichtstrahlen gelangt über einen Reflexionsspiegel 19 zu einem Objektiv 20 eines Mikroskopes und wird durch dieses objektiv in einen divergierenden Strahl aufgeweitet. Am Konvergenzpunkt des Strahles ist eine Lochblende 21 angeordnet, um ein Rauschen bzw. Streulicht auszuschalten, das durch Staub oder andere an der Linsenoberfläche der optischen Einrichtung fest sitzende Teile verursacht werden könnte. Anschließend wird der Strahl durch eine Kollimatorlinse 22 parallel gerichtet, um eine Maske 23 zu beleuchten, in der das darzustellende Muster aufgezeichnet wurde. Das in der Maske 23 aufgezeichnete Muster wird über ein afokales Linsensystem 24 und 25 auf der Oberfläche eines Hologrammaufzeichnungsmediums 7' abgebildet. Der auf diese Art von der Maske 23 herrührende Informations-Lichtfluß 32 ist so angeordnet, daß er senkrecht auf die Oberfläche des Hologrammaufzeichnungsmediums T auftrifft. Ein Abschnitt des Anzeigemusters der Maske 23 kann entweder bei undurchlässiger Umgebung transparent sein, oder umgekehrt, wie in Fig. 5 gezeigt wird.
Die andere Hälfte des durch den Strahlenteiler geteilten Lichtstrahles fallt über ein optisches System, das dem zum Beleuchten der Maske verwendeten optischen System ähnlich ist, auf das Hologrammaufzeichnungsmedium T auf; dieses optische System besteht aus einem Mikroskopobjektiv 28, einer Lochblende 29 und einer Kollimatorlinse 30. Der Lichtstrahl 31 ist in der Hoiographietechnik als Vergleichsstrahl bekannt. Der Vergleichsstrahl 31 und der oben beschriebene, die Maskeninformation enthaltene Lichtfluß 32 interferieren miteinander, um am Hologrammaufzeichnungsmedium T Interferenzstreifen zu bilden. Unter der Annahme, daß als Aufzeichnungsmedium phasenempfindliches Material verwendet wird, werden diese Interferenzstreifen in Form einer Phasenverteilung aufgezeichnet.
Fotoempfindliche Materialien vom Phasentyp, die üblicherweise für einen derartigen Zweck verwendet werden, sind beispielsweise dichromatische oder zweifarbige Gelatine, Fotopolymer, gebleichtes bzw. entfärbtes Silbersalz usw. Ein Fokussierbild-Hologramm 34 vom Phasentyp, das man auf diese Weise erhält, weist lediglich im Abschnitt des Anzeigemusters gemäß Fig. 6 eine Struktur eines Beugungsgitters 35 auf.
Im Falle des in Fi g. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles, das ein Volumenhologramm vom Phasentyp verwendet, erfüllt das Beleuchtungslicht 10, das in etwa unter dem gleichen Einfallwinkel wie der bei der Erzeugung des Hologramms verwendete Vergleichsstrahl auftrifft, die Braggbedingung für das Hologramm 7, um den maximalen Beugungswirkungsgrad zu gewährleisten. Im allgemeinen findet in Fällen, wo ein Hologramm von ebenem Typ verwendet wird, die Beugung der unter allen Winkeln einfallenden Strahlen des das Bild erzeugenden Lichtbündels zur Außenseite des einfallenden Lichtbündels auf eine optische Betrachtungseinrichtung mit etwa gleichem Beugungswirkungsgrad statt Aus diesem Grund wird der ein Anzeigemuster bildende Abschnitt, das Beugungsgitter 35, dunkler als andere diesen Abschnitt umgebende Abschnitte. Daher ist das Muster noch sichtbar, sogar wenn es nicht angezeigt wird. Im Gegensatz dazu wird im Falle eines Volumenhologrammes, das gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine scharfe Richtungscharakteristik aufweist, lediglich der
Abschnitt des Lichtbündels in der Nähe des Abschnittes, der die Braggbedingung erfüllt, in das das Bild erzeugende Lichtbündel gebeugt, während der Rest des Lichtbündels von der Beugung unbeein Π ußt bleibt und durch das Hologramm hindurchgeht. Daher kann der Einfluß der Beugung durch ein Hologramm zu einem Minimum gemacht werden und ein Anzeigemuster bleibt unsichtbar, wenn es nicht angezeigt ist, falls die Winkelbreite der Richtcharakteristik eines Hologramms im Vergleich mit dem Divergenzwinkel eines das Bild erzeugenden s Lichtbündels ausreichend klein ist. Aufgrund von Versuchsergebnissen bleibt ein derartiges Muster unsichtbar, wc in die Winkelbreite der Richtcharakteristik weniger als 5° und der Beugungswirkungsgrad eines Hologramms weniger als 60% beträgt.
Anders als bei einem ebenen Hologramm wird der Musterabschnitt im Falle des vorher beschriebenen Hologrammes nicht nur dunkel, sondern erh'ilt auch einen Farbton, wenn der Beugungswirkungsgrad über60% liegt. Dies geschieht wegen des Fehlens eines Teiles des Farbspektrums in dem das Bild erzeugenden Lichtbündel und weil der das Beugungsgitter 35 bildende Musterabschnitt eine Farbe aufweist, die zu der nicht vorhandenen Farbe komplementär ist. Für das Hologramm kann entweder eine Lichtemissionsdiode oder eine Wolfram-Glühfadenlampe verwendet werden, deren ausgesandtes Licht nahe an weiß liegt. Wenn eine Wolfram-Glühfederlampe als Beleuchtungslichtquelle verwendet wird, variiert der Beugungswinkel mit der Wellenlänge des is Lichtes, deshalb wird das Beleuchtungslicht eines bestimmten Farbbandes am Okular gestreut und die Farbe des Anzeigemusters variiert mit der Stellung des Auges am Okular. Daher beobachtet man beim Vorbereiten eines Hologramme= ein Farbmuster entsprechend den bei dsr Vorbereitung des Holograrnrncs verwendeten Wellenlängen, wenn das Auge im mittleren Teil des Okulars ruht, falls die Dicke des fotoempfindlichen Materials bei der Vorbereitung des Hologrammes unverändert bleibt. Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß das Beleuchtungslichtbündel wirkungsvoll zur Anzeige einer Information an das Okular herangeführt werden kann, wenn ein Volumenhologramm vom Phasentyp verwendet wird; wenn jedoch eine Anzeige nicht erwünscht ist, so wird der Einfluß auf das das Bild erzeugende Lichtbündel ein Minimum, um das Anzeigemuster unsichtbar zu machen. In der vorhergehenden Beschreibung sind die Wellenlängen für die Vorbereitung eines Hologrammes und dessen Rekonstruktion gleich und das Beleuchtungslicht für das Hologramm wird als Bündel paralleler Strahlen betrachtet, um die Erfindung zu erläutern. In der Praxis ist im allgemeinen das fotoempfindliche Material zum Aufzeichnen eines Hologrammes vom Phasentyp lediglich für Licht kurzer Wellenlänge empfindlich. Im Gegensatz dazu wird für das menschliche Auge grün oder rot als Anzeigefarbe bevorzugt. Die bei der Vorbereitung eines Hologrammes verwendete Wellenlänge unterscheidet sich daher oft von d ' r Wellenlänge für die Rekonstruktion des Hologramms. Darüberhinaus wird es bevorzugt, das Beleuchtungslichtbündel nicht parallel zu machen, sondern ein von einer Lichtwelle divergierendes Licht zu verwenden.
Im folgenden ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Volumenhologramm mit Licht einer Wellenlänge vorbereitet wird, aufweiche ein fotoempfindliches Material sehr hoch empfindlich ist, wobei Licht einer Wellenlänge, die sich von der bei der Vorbereitung verwendeten Wellenlänge unterscheidet, in einer Richtung gebeugt wird, in der ein ein Bild erzeugendes Lichtbündel auftritt:
In Fig. 7 ist eine Hologrammbeleuchtungslichtquelle an der Stelle Pangeordnet. Die vom Hologramm ausgehende Beugungswelle konvergiert am Konvergenzpunkt Q. Bei Verwendung eines Okulars ändert sich der Konvergenzpunkt infolge der Wirkung des Okulars zum Punkt Q'. Bei Verwendung eines Okulars wird der Punkt Q' darüberhinaus zu einem Betrachtungspunkt. Es sei angenommen, daß die Entfernung zwischen der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials und der Hologrammbeleuchtungslichtquelle X ist und H die Entfernung von dem Schnittpunkt zwischen der Oberfläche des fotoempfindlichen Materiales und einer Linie, die vom Punkt P senkrecht nach unten zur Oberfläche des fotoempfindlichen Materials gezogen ist, und daß weiterhin die Entfernung zwischen dem Punkt H und einem Ende B des Hologrammes, das dem Punkt H näher als das andere Ende A des Hologrammes liegt, als Y bezeichnet ist. Es sei weiterhin angenommen, daß die Entfernung zwischen den zwei Enden A und B des Hologrammes >> ist und die Beugungswinkel des Lichtes, das vom HoIogramm gebeugt wurde und zum Punkt Q konvergiert im Bezug auf die Enden A und B aA bzw. aB sind.
Nimmt man weiter an, daß die Einfallwinkel des von der Lichtquelle P auf die zwei Enden A und B des Hologrammes ausgesandten Lichtes ΘΛ bzw. ΘΒ sind, so erhält man die folgende Beziehung:
- ψ
9a - tan
ΘΒ = tan ' —.
Nimmt man daher an, daß die Einfallswinkel innerhalb der fotoempfindlichen Schicht des fotoempfindlichen Materiales θ'λ bzw. Θ'Β sind und der Brechungsindex des fotoempfindlichen Materials, das in das Hologramm eingebracht wurde, nH ist, so erhält man die folgende Beziehung:
Es sei angenommen, daß die Neigungswinkel des Beugungsgitters an den Enden A und ΒφΑ bzw. φΒ und ihre Teiiungsabstände dA bzw. db sind. Die oben angegebenen Beugungswinkel αΛ und aB werden im fotoempfind-
lichen Material in Beugungswinkel a'A und a'B aufgrund folgender Beriehung umgewandelt:
sin
ίο Unter der Annahme, daG die bei der Rekonstruktion des Hologramms benutzte Wellenlänge X0 ist, erhält man folgende Formel:
9 a
Ηύη(θ'ΑΑ)
_ θ'Β-α'Β Ψβ j
dB =
-Jo
Ηαη(θ'ΒΒ)
Den Neigungswinkel und den Teilungsabstand des Beugungsgitters, die für die Rekonstruktion notwendig sind, kann man aus_der obigen Formel (1) erhalten. Ein derartiges Beugungsgitter wird durch einen Laserstrahl der Wellenlänge X0 vorbereitet. Beim Prozeß der Vorbereitung eines Hologrammes variiert die Dicke des fotoempfindlichen Materials. Daher muß bei der Anordnung der Vergleichswelle und der Objektwelle des Laserstrahles eine gewisse Schwankung des Neigungswinkels und des Teilungsabstandes des Beugungsgitters in Betracht gezogen werden, um den gewünschten Neigungswinkel und Teilungsabstand des Beugungsgitters zu erhalten.
Unter der Annahme, daß die Ausdehnung des Hologrammes e% beträgt, so werden die Ergebnisse einer derartigen Ausdehnung auf die Bedingung der Formel (1) oben übertragen, um das folgende Ergebnis zu erhalten, wobei der Neigungswinkel und der Teilungsabstand des Beugungsgitters vor der Ausdehnung mit ΦΑ und ΦΒ bzw. DA und DB angenommen werden:
-1
tan
cos ΦA
cos 9a
tan
-1
, cos ΦB ,
αβ = · db.
COS9B
Unter Bezug auf F i g. 8 sei nun angenommen, daß der Einfallswinkel der Objektwelle und derjenige der Vergleichswelle, wenn diese Wellen in der Lage sind, miteinander zu interferieren, 6's und SJ, sind und der Brechungsindex des fotoempfindlichen Materials vor der Belichtung nm ist Dann erhält man die folgende Beziehung:
&RA + e'sA
2
Φα
φ = Θ'κβ + 6'sB
B 2
dB =
(sin e'RD - sin e'SB) nH0
Danach kann man aus der folgenden Formel die Werte für Θ'ΚΑ oder Θ'ΚΒ sowie Θ' oder Θ' erhalten:
'ΚΑ + θ' = 2 Φ,
ring',,-sin»fr-
: »wo
Da alle gemäß Formel (3) erhaltenen Winkel Einfallswinkel auf das fotoempfindliche Material darstellen, werden sie über folgende Formel in Luftwerte 6rA oder 8ÄS sowie Θ$Α oder Θ$β umgewandelt:
eRA = sin (nH0sin Θ'ΚΑ)
Θ3α = sin"1 (nh-0sin Θ') «JS = sin"1 (n/;o · sin β')
eRB = sin ' (nH0 · sin Θ'ΚΒ)
-tan g
Aufgrund der obigen Beziehung erhält man folgende Formel:
to
Unter Bt aignahme auf Fig. 9 sei angenommen, daß eine optische Einrichtung so angeordnet ist, daß das Ende B des Hologrammes ein Startpunkt ist; das Zentrum der Wellenfront der Öbjektwelle sei PS; das Zentrum der Vergleichswelle sei PR; und die Anordnung soll mit PS (Xs, K5), PR (XR, YR) ausgedrückt sein. Dann erhält man folgende Beziehung:
25 30
- tan θ se
y ■ tan Θ tan eSA - tan θίΒ
Xr =
Yr =
Um mit anderen Worten die Betrachtung eines rekonstruierten Bildes eines Hologrammes zusammen mit einem Bild zu ermöglichen, müssen die Richtung des Bildlichtbündels, der auf das Hologramm einfällt und von dieser durchgelassen wird und die Richtung der rekonstruierten Wellenfront einer vorher bestimmten WeIi ;nlänge gleichgemacht werden. Daher ist der Austrittswinkel des Bildlichtbündels, der vom Hologramm ausgesandt wird, vorbestimmt. Dann muß der Beugungswinkel einer gegebenen Wellenlänge so bestimmt werden, daß er dem Austrittswinkel des Bildlichtbündels gleich ist. Um die Wellenfront einer gegebenen Wellenlänge unter einem vorbestimmten Beugungswinkel austreten zu lassen, läßt man eine Öbjektwelle einer gegebenen Wellenlänge auf ein Hologrammaufzeichnungsmedium unter einem Winkel auffallen, unter dem erwartungsgemäß das Bildlichtbündel auf das Hologramm auftrifft, und zusammen damit läßt man eine Vergleichswelle einer gegebenen Wellenlänge auf das gleiche Hologrammaufzeichnungsmedium auftreffen. Das auf diese Weise vorbereitete Hologramm wird dann aus der Einfallsrichtung der Vergleichswelle mit Rekonstruktionslicht beleuchtet.
Für den Fall, daß ein Hologrammaufzeichnungsmedium bei der oben angegebenen Wellenlänge keine Empfindlichkeit aufweist, muß jedoch ein Hologramm ähnlich dem bei der gegebenen Wellenlänge vorbereiteten Hologramm mit Licht einer Wellenlänge vorbereitet werden, für die das Aufzeichnungsmedium empfindlich ist Zu diesem Zwecke ist daher die Charakteristik eines Hologrammes, das zum Beugen einer Wellenfront einer gegebenen Wellenlänge in der gleichen Richtung wie die Richtung des Bildlichtbündels geeignet ist, das heißt der Neigungswinkel des Brechungsgitters und jein Teilungsabstand, so, wie sie weiter oben anhand der Formel (1) beschrieben wurde. Der Neigungswinkel des Beugungsgitters wird auf einem Bisektor eines Schnittwinkels zwischen Objektwelle und Vergleichswelle gebildet Der in Formel (1) angegebene Neigungswinkel kann daher mit einer Vergleichswelle und einer Öbjektwelle einer empfindlichen Wellenlänge erhalten werden, die auf ein Hologramm und ein Aufzeichnungsmedium einfallen, wobei sie so angeordnet sind, daß sie auf das Hologramm und das Aufzeichnungsmedium auf derartige Weise einfallen, daß ein Bisektor eines zwischen beiden gebildeten Schnittwinkels mit einer Linie zusammenfällt, die sich vom gewünschten Neigungswinkel des Beugungsgitters aus erstreckt Der Teilungsabstand des Beugungsgitters ist durch den Schnittwinkel der Öbjektwelle mit der Vergleichswelle und durch ihre Wellenlängen bestimmt Ein Beugungsgitter mit einem vorbestimmten Teilungsabstand kann man daher durch Einstellen des Schnittwinkels der Objektwelle und der Bezugswelle erbalten, wobei man den Bisektor des Schnittwinkels als Zentrum dieser Einstellung benutzt. Für diese Einstellung
35 40
50 55
60
65
erhält man die Lage der Objektwells (das Zentrum der Wellenfront der Objektwelle) und die Lage der Vergleichswelle (das Zentrum der Wellenfront der Vergleichswelle) aus Formel (5).
Um eine Rekonstruktion eines Hologramm« unter Verwendung einer Punktquelle P, wie oben beschrieben, durchzuführen, muß die Vorbereitung des Hologrammes durch ein Hologrammvorbereitungssystem im allgemeinen durci? Interferenz zwischen Kugelwellen durchgeführt werden. Damit beispielsweise ein zu rekonstruierendes Hologramm
X = 4 mm,
mm, aA = 3°, aB = 2,8° und λαΒ = 0,55 μ
aufweist, wird es unter Zugrundelegung der oben angegebenen allgemeinen Formel mit den Bedingungen von
^ = 0,488 μ, nB = 1,53 und nm = 1,58
vorbereitet Dann läßt man die Objektwelle und die Vergleichswelle miteinander interferieren, wobei das WeI-lecfrontzentrum PS (Xs, Y^ der Objektwelle und das Zentrum PR (XR, Yg) der Vergleichswelle so angeordnet sind, daß sie folgende Werte annehmen:
{Xs = 83,6 mm Y5 = 6.8 mm
: = 4,1 mm = 2,9 mm
In diesem Falle wurde der Wert für die A'-udehnung zu 15% festgesetzt
Einige der fotoempfindlichen Materialien, beispielsweise dichromatische Gelatine sind gegen Feuchtigkeit wenig widerstandsfähig. Die Verwendung eines derartigen fotoempfindlichen Materials macht eine Schutzkappe wie ein Schutzglas an der Vorderseite des Hologrammes, erforderlich. In einem derartigen Falle kann die Anordnung einer optischen Einrichtung zum Vorbereiten in Bezug auf eine Rekonstruktionseinrichtung, an welcher eine Schutzabdeckung angebracht ist, vorgenommen werden, indem man die Lagen PS und PR in der gleichen Weise erhält wie in dem Falle, in der keine derartige Schutzabdeckung verwendet wird.
Wie vorher erwähnt, kann das von der Lichtquelle P ausgesandte Licht in korrekter Weise zu einem Betrachtungspunkt Q mit Bezug auf die zwei Enden des Hologrammes gebeugt werden. In Bezug auf andere Punkte tritt jedoch eine leichte Abweichung auf. Diese Abweichung führt zu einer Abnahme des Beugungswirkungsgrades, wenn die Lichtquelle nahezu monochromatisch ist, und verursacht eine Farbabweichung, wenn die Lichtquelle weißes Licht einer bestimmten Stärke liefert Im oben erwähnten Beispiel findet in der Mitte des Hologrammes eine Farbabweichung von etwa 6mn statt Eine derartig geringe Farbabweichung ist jedoch mit bloßem Auge kaum zu erkennen.
Eine kugelförmige Gbjcktwsileniraüi und eise kugelförmige Vergleichsweilenfront, die zur Erfüllung der oben angegebenen Bedingungen notwendig sind, kann man durch Modifizieren eines Teiles der zur Vorbereitung des Hologrammes notwendigen optischen Einrichtung gemäß Fig. 4 in eine Anordnung gemäß Fig. 10 erhalten. Der Abstand zwischen den Linsen 24 und 25 wird so eingestellt, daß die von der Linse 25 ausgesandte Wellenfront zu einer Kugelwellenfront wird, deren Kurvenmittelpunkt der gewünschte Punkt PS ist Weiterhin wird die Kollimatorlinse 30, die im optischen Weg der Vergleichswelle angeordnet war, entfernt, um die Wellenfront der Vergleichswelle in eine Kugelwellenfront zu ändern, deren Kurvenmittelpunkt PR man am Konvergenzpunkt des Objektives 28 erhält
Das oben beschriebene Objektbeleuchtungslicht ist ein nicht diffuses Licht Eine derartige Beleuchtung bringt jedoch die folgenden Probleme mit sich.
Im Muster wird infolge der kohärenten Beleuchtung ein optisches Rauschen oder sogenanntes Kohärenzrauschen aufgezeichnet, das die Qualität des rekonstruierten Bildes verringert. Wenn weiterhin die Lage des Auges, das die optische Abbildungseinrichtung betrachtet, verschoben wird, so neigt die Farbe des gesamten rekonstruierten Bildes zu einer Veränderung. Um derartige Nachteile bei einem breiteren Beobachtungsbereich zu vermeiden, wird die Objektbeleuchtung zu einer Beleuchtung mit diffusem Licht geändert.
Eine reine Änderung zur Beleuchtung mit diffusem Licht verursacht jedoch eine Streuung des Rekonstruktionslichtbündels über einen weiten Winkelbereich. Dann wird ein Abschnitt des Lichtbündels durch die optische Abbildungseinrichtung oder das Okular abgedeckt und der Wirkungsgrad auf diese Weise verringert. Eine derartige einfache Beleuchtung mit diffusem Licht hat auch eine Verbreiterung der Richtcharakteristik des Hologramms zur Folge, womit das bi'derzeugende Lichtbündel stark beeinflußt wird. Wiegen dieser Probleme muß bei der Verwendung von diffusem Beleuchtungslicht der Grad, bis zu dem das Lichtbündel diffus ist, gesteuert werden. Verfahren für eine derartige Steuerung schließen beispielsweise ein Verfahren ein, bei dem in der rückwärtigen Brennebene einer Linse 24 eine kreisförmige Öffnung zum Filtern vorgesehen ist. Der Durchmesser D einer derartigen kreisförmigen Öffnung muß
/>«2/siny
sein, wobei / die Brennweite einer Linse 13 und γ den maximalen Austrittswinkel der Strahlung darstellen, die durch die optische Abbildungseinrichtung und das Okular nach dem Austritt aus dem Hologramm nicht abgedeckt werden. Eine derartige Anordnung stellt sicher, daß man ein Bild hoher Qualität ohne Verringerung des Wirkungsgrades erhält.
Wie vorher erwähnt, hängt der Beugungswirkungsgrad eines Volumenhologrammes vom Phasentyp vom Einfallswinkel des Beleuchtungslichtes ab und weist eine scharfe Winkelcharakteristik auf. Diese Charakteristik
iL·
kann dazu genutzt werden, um eine selektive Anzeige einer Vielzahl von Informationen zu bewirken. In F i g. 11 sind auf zwei Hologrammen 40 und 41 verschiedene Muster aufgezeichnet. Die Emulsionsflächen 42 und 43 dieser Hologramme 40 und 41 liegen einander gegenüber und sind aneinander gekittet Wenn die Richtung, der Neigungswinkel oder der Teilungsabstand der Interferenzstreifen 44 und 45 der Träger dieser Hologramme verschieden sind, so kann die Information jedes Hologramms unabhängig vom anderen angezeigt werden. Bei dem in F i g. 11 dargestellten Beispiel liegen die Richtungen der Träger- bzw. Aufzeichnungsschicht-Interferenzstreifen des ersten und zweiten Hologramms in horizontaler bzw. vertikaler Richtung. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird das erste Hologramm durch eine Miniaturlampe 46 aus vertikaler Richtung beleuchtet, während das zweite Hologramm durch eine andere Miniaturlampe 47 aus horizontaler Richtung beleuchtet wird. Eine derartige Selektion der Informationen kann ebenfalls durch eine Anordnung gemäß Fi g. 12 bewirkt werden, wobei die Neigungswinkel φ j und φ2 der Trägerinterferenzstreifen 44 und 45 voneinander verschieden sind. Bei diesem Beispiel werden die Hologramme durch Miniaturlampen 46 und 47 aus Richtungen θ\ und θ2 beleuchtet, für welche die Braggbedingung erfüllt ist Bei Beleuchtung der zwei Hologramme aus den Richtungen θι und e2mit Licht der gleichen Wellenlänge erhält man die Bedingungen der Trägerinterferenzstreifen, die erforderlich sind, damit die Beugungswellen aus den Hologrammen zusammen in Richtung der optischen Achse verlaufen, aus den folgenden Formeln:
9i = S2/2
2 sin (ρ, - θ,)
ι
2)
Dabei stellen φ] und q>2 die Neigungswinkel der Trägerinterferenzstreifen dar, dx und d2 den Abstand der Interferenzstreifen, Xn die Wellenlänge innerhalb des fotoempfindlichen Materials des Hologrammes, und Θ, und 02 den Beleuchtungswinkel im fotoempfindlichen Material des Hologrammes. Nimmt man weiter an, daß die Winkelbreite der Richtcharakteristik des Hologrammes öm ist, so muß die Winkeldifferenz A θ zwischen zwei Beieuchtungswinkeln, die für eine vollständige Trennung der zwei verschiedenen Informationen für eine voneinander unabhängige Anzeige notwendig ist, die folgende Beziehung erfüllen:
Λθ= Θ, - 02><5m.
Obwohl bei diesem besonderen Beispiel zwei Hologramme aneinander haften, um eine Hologramm zu erhalten, das zwei verschiedene Informationen enthält, kann man auch ein Hologramm mit einer Vielzahl von Informationen durch eine Vielfachbelichtung eines einzigen Hologrammes erhalten. In einem derartigen Fall sind die Richtungen, die Teilungsabstände oder die Neigungswinkel der Trägerinterferenzstreifen des Hologrammes, welches der vielfachen Belichtung ausgesetzt werden soll, in gleicher Weise wie beim vorhergehenden Beispiel verschieden angeordnet.
Es ist außerdem möglich, viele Informationsbilder auf einer einzigen Hologrammplatte 49 anzuordnen, wie es in F i g. 13 dargestellt ist. Bei dem in F i g. 13 dargestellten Beispiel sind die Fokussierbild-Hologrammelemente 48|, 482,... so angeordnet, daß sie durch Lichtquellen 5O1,5O2,... dargestellt werden, welche jeweils diesen Hoiogrammelementen entsprechen. Als derartige Lichtquellen kann eine lichtemittierende Diodenmatrix verwendet werden. Obwohl in diesem Falle jede Lichtquelle nicht nur ein entsprechendes Hologrammelement, sondern auch die benachbarten Elemente beleuchtet, erfüllt eine derartige Beleuchtung der angrenzenden Elemente nicht die für die Beleuchtung erforderlichen Bedingungen. Deshalb werden die Informationen der so angrenzenden Hologrammelemente nicht dargestellt, sondern durch jede Lichtquelle wird lediglich die Information des entsprechenden Hologrammelementes dargestellt und angezeigt.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, variieren in einem Volumenhologramm die Beleuchtungswinkel θ\ und θ2 und die Beugungswinkel α, und a2 des Lichtbündeis, das die Bragg'sche Beugungsbedingung erfüllt, mit der Wellenlänge des Lichtbündels. Daher kann Licht der gewünschten Wellenlänge in Richtung der optischen Achse gebeugt bzw. gebrochen werden, indem man das Hologramm für die Anzeige einer bestimmten Farbe dreht. Es ist jedoch notwendig, daß die Lichtquelle weißes Licht einer bestimmten Lichtstärke liefert.
Weiterhin kann bei geändertem Abstand d der Interferenzstreifen die Wellenlänge des Lichtbündels, das in Richtung der optischen Achse gebeugt bzw. gebrochen werden soll, selbst dann entsprechend geändert werden, wenn die Richtung des Beleuchtungslichtbündels unverändert bleibt. Elemente, welche eine derartige Änderung des Abstandes d des Gitters zulassen, sind beispielsweise Ultraschall Bulkwellengitter. Die Farbe der Anzeige kann durch Veränderung der Schwingungswellenlänge des Ultraschallelementes geändert werden.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Farbe der zwei Informationsbilder durch Einstellen der Bedingungen für die Trägerinterferenzstreifen derart zu ändern, daß man die Wellenlängen des Lichtes ändert, das von den Hologrammen 40 und 41 in Richtung der optischen Achse gebeugt bzw. gebrochen werden soll.
Bei dem vorhergehenden Ausfuhrungsbeispiel wurden Volumenhologramme vom Transmissionstyp beschrieben. Solche Hologramme können jedoch durch Hologramme vom Reflexionstyp ersetzt werden. Bei
den vorhergehenden Ausfuhrungsbeispielen wurden die Hologramme von außen beleuchtet Die Beleuchtungsanordnung kann jedoch auch durch eine gemäß Fig. 15 ersetzt werden, wobei ein Hologramm durch ein Lichtbündel beleuchtet wird, das so angeordnet ist, daß es innerhalb der Hologrammplatte 55 eine Totalreflexion erleidet Das Kennzeichen eines derartigen Hologrammes mit Totalreflexionsbeleuchtung liegt darin, daß s ein nicht gebeugtes Lichtbündel 57 des Beleuchtungslichtbündels 56 und das Beugungslichtbündel 59 des die das Objektbild erzeugenden Lichtbündels 58 nicht aus dem Hologramm heraustreten. Es ist ein Vorteil eines derartigen Hologrammes, daß die Hologrammplatte 55 als Wellenleiter benutzt werfen kann. Ein Hologramm dieser Art ist für eine Informationsanzeige in einem Sichtfenster, beispielsweise in dem einer einäugigen Spiegelreflexkamera, geeignet
ίο In F i g. 16 ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Hologrammes mit Totalreflexionsbeleuchtung dargestellt, das auf eine Informationsbildanzeigevorrichtung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera angewendet ist und nachfolgend beschrieben wird.
Eine Hologrammplatte 63 ist nahe an einer Mattscheibe einer Fresnel-Fokussienicheibe 61 angeordnet Vorzugsweise ist die Oberfläche des Hologrammes so nah als möglich an der Mattscheibe 62 angeordnet, wenn das Hologramm ein Fokussierbildhologramm ist Ein Ende 64 der Hologrammplatte 63 ist als abgeschrägte Fläche ausgebildet, durch welche ein Beleuchtungslichtbündel 65 in die Hologrammplatte 63 eintritt Das Beleuchtungslichtbündel erleidet eine Totalreflexion, während es innerhalb der Hologrammplatte verläuft, um einen Hologrammabschnitt 66 zu beleuchten, an dem die Anzeigeinformation aufgezeichnet ist Diese Beleuchtung erzeugt annähernd in Richtung der optischen Achse einen Beugungslichtbündel 67, um die Information in einem Sucher anzuzeigen. Ein Lichtbündel 68, das am Hologramm nicht gebeugt wird, und ein Lichtbündel 70, das durch Beugung eines Sucherlichtbündels 69 am Hologrammabschnitt erzeugt virird, wandern unter Auftreten von Totalreflexionen innerhalb der Hologrammplatte 63, bis sie das andere Ende 71 der Hologrammplatte erreichen. Dann können mit Hilfe einer Absorptionsfarbe an diesem Ende 71 schädliche Lichtbündel ausgeschaltet werden.
Zur selektiven Anzeige einer Vielzahl von Informationen verwendet man vorzugsweise eine Hologrammplatte, die durch Aneinanderhaften von zwei Hologrammplatten 72 und 73 vorbereitet wurde, wie in F i g. 17 dargestellt ist Bei der ersten Hologrammplatte 72 wird der Hologrammabschnitt 76 durch ein Beleuchtungsbündel 75 einer Lichtquelle 74 beleuchtet, welche nahe an einem Ende der Hologramimplatte 72 angeordnet ist Dadurch erhält man ein Informationslichtbündel in Form einer Reflexionsbeugungswelle. Bei der zweiten Hologrammplatte 73 wird der Hologrammabschnitt 78 durch eine Lichtquelle 77 beleuchtet, die nahe an einem Ende der zweiten Hologrammplatte angeordnet ist, um ein Informationslichtbündel in Form einer Transmissionsbeugungswelle zu erhaltet In diesem Fall ist es notwendig, daß die beiden Winkel Θ, und θ2 für die Totalreflexion bei den zwei Belcuchtungslichtquellen voneinander derart abweichen, daß das Beleuchtungslichtbündel eines Hologrammes nicht du üh das andere Hologramm gebeugt wird.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen können für die vorliegende Erfindung Fresnelhologramme verwendet werden, wobei man sowohl das reelle als auch das virtuelle rekonstruierte Bild des Hoiogrammes benutzen kann.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Kamera mit einer Anzeigevorrichtung für eine zur Information dienende Anzeige in einem Sucherbild, die zusammen mit einem durch ein Objektiv erzeugten Objektbild im Sucher betrachtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ein nahe einer Bildebene (S) des Suchers (2,3,13,14) angeordnetes Hologramm (7; 40,41; 49; 55; 63; 72,73) ist, das zur Rekonstruktion des in ihm gespeicherten Informationsbildes mittels einer Beleuchtungseinrichtung (8,9; 46,47; 50i, 5O2,5Cb; 65; 74» 77) beleuchtbar ist
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rekonstruierte Informationsbild de.. Hologramms (7; 40,41; 49) das Objektbild (O) überlagert
3. Kamera nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (7; 49; 63) ein Fokussierbild-Hologramm ist
4. Kamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (7; 40,41; 55) ein Volumenhologramm ist
5. Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (7; 40,41; 55; 63; 72, 73) ein Hologramm vom Phasentyp ist
6. Kamera nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Lichtquellen (50i, 5O2,5Oj) umfaßt, die einzeln einer Vielzahl von im Hologramm (49) gespeicherten Informationsbildern (48^4S3,483) zugeordnet sind, so daß wahlweise eines oder mehrere dieser Informationsbilder rekonstruierbar und dem Objektbild (O) überlagerter sind.
7. Kssjera nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die das Hologramm (55; 63; 72,73) beleuchtende Beleuchtungseinrichtung (65; 74,77) so angeordnet ist, daß ihre Lichtstrahlen in das Hologramm unter einem solchen Winkel eintreten, daß sie innerhalb des Hologramms total reflektiert werden.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5332048A (en) * 1976-09-07 1978-03-25 Canon Inc Information mark display device
JPS5518664A (en) * 1978-07-27 1980-02-08 Canon Inc Information mark display device
JPS5541823U (de) * 1978-09-07 1980-03-18
US4294529A (en) * 1978-09-07 1981-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Camera
JPS5541822U (de) * 1978-09-07 1980-03-18
FR2476337A1 (fr) * 1980-02-06 1981-08-21 Inst Fiz An Bssr Procede de formation d'images d'objets et images obtenues par ledit procede
US4420218A (en) * 1980-04-19 1983-12-13 Institut Fiziki An Bssr Method of object imaging
US4374612A (en) * 1980-07-25 1983-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Mark indicating device for optical apparatus
US4573759A (en) * 1981-07-07 1986-03-04 Pilkington P.E. Limited Optical display apparatus
JPS59138838U (ja) * 1983-03-08 1984-09-17 株式会社ニコン カメラのフアインダ−内表示装置
JPS59185319A (ja) * 1983-04-05 1984-10-20 Fuji Photo Film Co Ltd カメラフアインダの視野枠変換装置
JPS6023838A (ja) * 1983-07-19 1985-02-06 Fuji Photo Film Co Ltd オ−トフオ−カスカメラのフアインダ視野枠変換装置
DE3412674A1 (de) * 1983-04-05 1984-10-25 Fuji Photo Film Co., Ltd., Minamiashigara, Kanagawa Kamerasucher
US4576458A (en) * 1983-04-05 1986-03-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Camera finder employing holographic view field frames
JPS60131765A (ja) * 1983-12-20 1985-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用ニッケル正極およびその製造法
DE3627113A1 (de) * 1985-08-07 1987-02-19 Canon Kk Anzeigevorrichtung in einem sucher
US5299037A (en) * 1985-08-07 1994-03-29 Canon Kabushiki Kaisha Diffraction grating type liquid crystal display device in viewfinder
US4750014A (en) * 1986-10-20 1988-06-07 Eastman Kodak Company Optical device
US4795223A (en) * 1987-01-06 1989-01-03 Hughes Aircraft Company Segmented 3-D hologram display
DE3712663A1 (de) * 1987-04-14 1988-10-27 Holtronic Gmbh Anzeigesystem zum moeglichst akkommodationsfreien ablesen von informationen bei auf fernsicht eingestelltem auge
US4914675A (en) * 1988-01-28 1990-04-03 General Electric Company Apparatus for efficiently packing data in a buffer
US4989956A (en) * 1989-01-04 1991-02-05 Hughes Aircraft Company Visual display device with fluorescent dye-doped edge-illuminating emitter panel
US5099343A (en) * 1989-05-25 1992-03-24 Hughes Aircraft Company Edge-illuminated liquid crystal display devices
US5227773A (en) * 1989-05-25 1993-07-13 Hughes Aircraft Company High-intensity light display device
US5053803A (en) * 1990-02-15 1991-10-01 Canon Kabushiki Kaisha Information display apparatus for camera
US5218393A (en) * 1990-04-12 1993-06-08 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Viewfinder with field of view indicating frame
US5349416A (en) * 1990-09-04 1994-09-20 Nikon Corporation Display apparatus
US6052540A (en) * 1992-09-11 2000-04-18 Canon Kabushiki Kaisha Viewfinder device for displaying photographic information relating to operation of a camera
US5696613A (en) * 1993-08-20 1997-12-09 Tamarack Storage Devices Method and apparatus for multiplexing data in different planes of incidence of a thin holographic storage media
JP3345480B2 (ja) * 1993-08-26 2002-11-18 富士写真光機株式会社 二次拡散面光源を備えた採光式ブライトフレームファインダ
DE19726397A1 (de) * 1997-06-21 1998-12-24 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Strichplatte und optische Einrichtung mit einer beleuchtbaren Strichplatte
US5978607A (en) * 1997-08-05 1999-11-02 Eastman Kodak Company Camera with scanned display in viewfinder
AU2002314079A1 (en) * 2002-05-02 2003-11-17 Discovision Associates Method and apparatus for recording to and reading from a multi-layer diffractive optics memory
US6724991B1 (en) 2003-02-13 2004-04-20 Eastman Kodak Company Binocularly viewable holographic viewfinder and camera
US20040233173A1 (en) * 2003-05-20 2004-11-25 Bettina Bryant Keypad for portable electronic devices
JP4849243B2 (ja) * 2006-12-06 2012-01-11 大日本印刷株式会社 体積型ホログラム、その作成方法及びそれを用いたホログラム表示装置
JP4905677B2 (ja) * 2006-12-08 2012-03-28 大日本印刷株式会社 体積型ホログラム、その作成方法及びそれを用いたホログラム表示装置
WO2009121380A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Nokia Corporation User interfaces comprising a holographic image provider and associated methods
CA3016661A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Security element and method for producing a security element

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3323430A (en) * 1964-04-13 1967-06-06 Polaroid Corp Nonuniformly illuminated comparison photometer
US3374718A (en) * 1965-03-04 1968-03-26 Eastman Kodak Co Low light and flash indicator for cameras
FR1532389A (fr) * 1967-05-10 1968-07-12 Comp Generale Electricite Dispositif fournissant une image repère dans un appareil d'optique
US3668985A (en) * 1968-12-12 1972-06-13 Minolta Camera Kk Camera flash indicating system
US3560921A (en) * 1968-12-19 1971-02-02 Ford Motor Co Automotive vehicle condition indicator utilizing holograms
DE1947428A1 (de) * 1969-09-19 1971-04-29 Agfa Gevaert Ag Fotografische Kamera mit einer Einstellhandhabe fuer die Belichtungszeit und die Blende
JPS5111853U (de) * 1974-07-12 1976-01-28
DE2535329C3 (de) * 1974-08-07 1979-05-03 Canon K.K., Tokio Einrichtung zur digitalen Übertragung und Anzeige photographischer Informationsdaten für eine Kamera
JPS5332048A (en) * 1976-09-07 1978-03-25 Canon Inc Information mark display device

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