DE1497565B2 - Hologrammabdruckkopie und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Hologrammabdruck- schicht einer photographischen Platte hergestellt zu

kopie und ein Verfahren zum Herstellen solcher Ab- werden. Photolacke, wie sie als Ätzschutzschichten

druckkopien. z. B. in der Halbleitertechnik verwendet werden, so-

Der Ausdruck »Licht« soll im folgenden elektro- wie Verfahren unter Verwendung von thermo-

magnetische Strahlung im infraroten, sichtbaren und 5 plastischen Aufzeichnungsträgern können ebenfalls

ultravioletten Spektralbereich umfassen. zur Herstellung von Phasenhologrammen dienen.

Gewöhnlich wird ein Hologramm auf einer SiI- Photolacke und thermoplastische Aufzeichnungs-

beremulsionsschicht einer photographischen Platte materialien haben sogar im allgemeinen ein höheres

aufgezeichnet, wobei dann das Interferenzstreifen- Auflösungsvermögen als die Silberemulsion einer

muster nach dem Entwickeln der Platte entspre- io photographischen Platte.

chende Änderungen der Opazität der Schicht ergibt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pha-Es wurde jedoch außerdem gefunden, daß die Dicke senhologramme ähnlich wie Schallplatten zu verder Emulsionsschicht einer entwickelten Hologramm- vielfachen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß geplatte eine lineare Funktion der Opazität der Emul- löst durch einen formstabilen Aufzeichnungsträger, sion ist. Das Interferenzstreifenmuster wird also auch 15 in dessen Oberfläche mindestens ein Hologramm in durch Reliefmuster bezüglich des Grundes der Emul- Form eines Reliefmusters bezüglich des Grundes der sionsoberfläche wiedergegeben, dessen Profil und Oberfläche eingedrückt ist, das aus einer Anzahl von Konturen die Relativlagen und relativen Größen der Erhöhungen und Vertiefungen besteht, deren reim Hologramm enthaltenen Information darstellen. lative Lage und Größe die Hologramminformation Ein solches Reliefmuster kann unabhängig von 20 darstellen.

irgendwelchen Opazitätsschwankungen der photogra- Es fällt zwar auch in den Rahmen der vorliegen-

phischen Platte verwendet werden, um die im HoIo- den Erfindung, eine solche Abdruckkopie eines ein-

gramm enthaltene Information wiederherzustellen. zigen großen Hologramms herzustellen, das prak-

Man kann insbesondere das in der Emulsion tisch die ganze Fläche des Abdruckes einnimmt, enthaltene Silber entfernen oder ausbleichen, ζ. B. as vorzugsweise enthält jedoch eine Hologrammabmittels eines photographischen Abschwächers, und druckkopie gemäß der Erfindung eine große Anzahl erhält dann eine transparente photographische Platte, von getrennten, abgedrückten Mikro-Phasenholoauf der die Information des Hologramms sowohl in grammen. Unter »Mikro-Hologramm« soll hier ein Form des erwähnten Reliefmusters als auch in Hologramm verstanden werden, das eine Fläche von Form von Änderungen des Brechungsindex, die 30 höchstens 10 Quadratmillimeter einnimmt. Für viele räumlich mit dem Reliefmuster übereinstimmen, auf- Anwendungsgebiete sind Mikro-Hologramme mit gezeichnet ist. Zieht man nur das Reliefmuster und einer Fläche in der Größenordnung von 1 Quadratdie Tatsache in Betracht, daß der Brechungsindex millimeter am zweckmäßigsten. Die in einem 35-mmder transparenten photographischen Platte von dem Filmbild enthaltene Bildinformation kann beispielsder Luft verschieden ist, so sieht man, daß bei 35 weise in einem Mikro-Hologramm gespeichert wer-Durchstrahlung einer solchen Platte mit einem pha- den, dessen Fläche nur 1 mm² beträgt, da die Aufsenkohärenten, monochromatischen Lichtstrahl das lösungsgrenze eines Hologramms in der Größenaus den dickeren Teilen der Platte austretende Licht Ordnung einer Lichtwellenlänge liegt,
relativ zu dem aus den dünneren Teilen der Platte In den. Mikro-Hologrammen auf der Oberfläche austretenden Licht in der Phase um einen dem 40 einer Abdruckkopie kann die verschiedenste Infor-Dickenunterschied entsprechenden Betrag verzögert mation gespeichert sein, z. B. schwarz-weiße oder ist. Diese Phasenverzögerungen, die von Punkt zu farbige Kinofilmbilder, Text oder irgendwelche Do-Punkt entsprechend dem Hologrammreliefmuster kumente. Die Information braucht auch nicht unbeschwanken, liefern die gleichen Beugungseffekte wie dingt Bildinformation zu sein, sondern sie kann auch ein Hologramm, das in Form von Opazitäts- oder 45 aus Codezeichen bestehen Die Aufzeichnung von Dichteschwankungen aufgezeichnet ist. Man erhält Information in Form von Mikro-Hologrammen hat also auch hier ein Abbild der ursprünglichen WeI- den Vorteil, daß extrem hohe Packungsdichten erlenfront. reichbar sind.

Anstatt das Silber in der Emulsion auszubleichen, Durch die Erfindung werden also Hologrammabkann auf die Oberfläche der Photoschicht auch eine 5° druckkopien geschaffen, die mittels eines »Mutterdünne reflektierende Metallschicht niedergeschlagen Hologramms« hergestellt werden und die insbewerden, die dem Verlauf des Reliefmusters genau sondere eine große Anzahl getrennter Mikroholofolgt. In diesem Falle erleidet dann ein von dem gramme enthalten.

Reliefmuster der metallisierten Oberfläche der Platte Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der reflektierter Strahl räumlich kohärenten, monochro- 55 Zeichnungen näher erläutert; es zeigt
matischen Lichtes entsprechende Phasenverschiebun- F i g. 1 eine schematische Darstellung einer begen, wenn er von relativ hohen bzw. niedrigen Punk- vorzugten Ausführungsform einer einseitigen, transten des Reliefmusters reflektiert wird. Auch in die- parenten Hologrammabdruckkopie,
sem Falle entsteht dann durch Beugung ein Abbild F i g. 2 eine schematische Darstellung einer beder ursprünglichen Wellenfront. Ein Hologramm, bei 60 vorzugten Ausführungsform einer zweiseitigen Holodem die Information durch ein den Interferenzstrei- grammabdruckkopie mit metallisierten, reflektierenfen entsprechendes Reliefmuster oder durch ent- den Oberflächen,

sprechende Änderungen des Brechungsindex re- F i g. 3 eine stark vergrößerte Querschnittsansicht

gistriert ist und nicht durch ein Muster veränder- des Reliefmusters eines Mikrohologramms einer

licher Opazität oder Lichtdurchlässigkeit, wird als 65 Abdruckkopie,

Phasenhologramm bezeichnet. F i g. 4 eine schematische Darstellung einer bevor-

Ein Phasenhologramm braucht nicht unbedingt zugten Einrichtung zum Herstellen eines Mutterauf dem Umweg über eine silberhaltige Emulsions- Hologramms,

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F i g. 5 die Anordnung von Mikro-Hologrammen Herstellung einer Mutteraufzeichnung einer Vielzahl

auf einer Mutter-Aufzeichnung, die mit der in F i g. 4 von Mikro-Hologrammen, die zur Herstellung von

dargestellten Einrichtung hergestellt wurde, Hologrammabdruckkopien verwendet werden kann.

F i g. 6, 7 a und 7 b Abwandlungen des optischen Es soll hier lediglich beispielsweise angenommen

Senders und des Verschlusses der in F i g. 4 darge- 5 werden, daß die in den verschiedenen Mikro-Holo-

stellten Einrichtung, die erforderlich sind, um Färb- grammen aufgezeichnete Information verschiedenen

bild-Mikrohologramm-Mutter-Aufzeichnungen her- Einzelbildern eines Kinofilms entspricht,

zustellen, Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung enthält

F i g. 8 und 9 schematische Darstellungen der An- einen optischen Sender 400, einen sogenannten

Ordnung von Farbbild-Mikrohologrammen auf einer io »Laser«, der einen Strahl 402 räumlich kohärenten

Mutter-Aufzeichnung, die mit einem Verschluß ge- monochromatischen Lichtes emittiert. Die Quelle für

maß Fig. 7a bzw. 7b hergestellt wurden, das räumlich kohärente monochromatische Licht

Fig. 10 eine vereinfachte Darstellung einer Ein- muß nicht notwendigerweise ein solcher optischer

richtung zur Wiedergabe der auf einer transparenten Sender (Laser) sein, da ursprünglich nicht räumlich

Hologrammabdruckkopie aufgezeichneten Informa- 15 kohärentes monochromatisches Licht, z. B. aus einer

tion, Gasentladungslampe, mittels einer feinen Loch-

F i g. 11 eine vereinfachte Darstellung einer Ein- blende räumlich kohärent gemacht werden kann. Die

richtung zur Wiedergabe der auf einer Hologramm- Intensität des Lichtstrahles ist jedoch bei Verwen-

abdruckkopie mit metallisierter, reflektierender Ober- dung einer feinen Lochblende relativ gering, und man

fläche registrierten Information, 20 verwendet daher vorzugsweise als Quelle für das

Fig. 12, 13 und 14 verschiedene Einrichtungen räumlich kohärente monochromatische Licht einen

zur Nutzbarmachung einer Hologramm-Information optischen Sender, der mit stimulierter Emission

und arbeitet.

Fig. 15 eine Abwandlung der in Fig. 10 darge- Der Lichtstrahl402 wird durch eine Teilerplatte

stellten Einrichtung zur Wiedergabe von Farbbildern, 25 404, z. B. einen teildurchlässigen Spiegel, in einen

die in Mikrohologrammabdruckkopien gespeichert reflektierten Strahl 405 und einen durchgelassenen

sind. Strahl 406 aufgeteilt. Der reflektierte Strahl 405 wird

In den F i g. 1 und 2 sind die beiden prinzipiell durch einen Spiegel 408 umgelenkt, und dann wird

. möglichen Formen einer Hologrammabdruckkopie sein Querschnitt durch Linsen 412, 414 vergrößert,

c-iargestellt. Wie F i g. 1 zeigt, kann eine HoIo- 30 Der aus der Linse 414 austretende Strahl 410 stellt

. grammabdruckkopie, ähnlich wie eine Schallplatte, den ersten der zur Interferenz zu bringenden Strah-

<aus einer Scheibe 100 mit einem Mittelloch 102 be- len, die »erste Komponente« des Interferenzbildes

stehen. Die Scheibe 100 besteht aus einem form- dar.

stabilen, transparenten, isotropen Werkstoff. Die bei- Ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger 416,

den einander entgegengesetzten Seiten der Scheibe 35 der beispielsweise eine Silberemulsion, einen Photo-

100 verlaufen parallel zueinander, und in die eine lack oder ein thermoplastisches Material enthält und

Seite der Scheibe ist eine Anzahl getrennter Relief- die Form einer ebenen Platte hat, ist an einem An-

muster-Mikrohologramme 104 eingeprägt. Die Mi- triebsmechanismus 418 befestigt, dessen Einzelheiten

krohologramme können auf einer bezüglich des keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. Der

Mittelloches 102 zentrierten Spirale liegen. 40 Antriebsmechanismus 418 vermag den Aufzeich-

Die in Fig. 2 dargestellte Hologrammabdruck- nungsträger 416 sowohl zu drehen als auch kopie besteht aus einer Scheibe 200 aus einem form- nach oben oder unten zu verschieben, wie durch stabilen Werkstoff, sie weist ein Mittelloch 202 und Pfeile angedeutet ist. Unmittelbar vor dem Aufzwei einander entgegengesetzte parallele Seiten auf. zeichnungsträger 416 befindet sich eine Maske 420 Im Gegensatz zu der in F i g. 1 dargestellten, trans- 45 mit einer Öffnung 422, die so bemessen ist, daß parenten Hologrammabdruckkopie sind jedoch bei der Aufzeichnungsträger 416 mit Ausnahme eines F i g. 2 beide Seiten der Platte metallisiert und reflek- kleinen, der Öffnung 422 entsprechenden Teiles abtieren möglichst vollkommen. Außerdem enthalten gedeckt ist. Unmittelbar vor der Öffnung 422 befinbeide Seiten der Scheibe 200 Reliefmuster-Mikro- det sich ein Verschluß 424, der mit dem Antriebshologramme 204 bzw. 206. Die in F i g. 2 darge- 50 mechanismus 418 gekuppelt ist und durch diesen gestellte »Hologrammplatte« kann also doppelt so viel steuert wird, wie durch eine gestrichelte Linie sche-Mikro-Hologramme derselben Größe und Anord- matisch dargestellt ist.

nung enthalten wie die in F i g. 1 dargestellte Platte. Der Querschnitt des durchgelassenen Strahles 406

Wie bei Fig. 1 können die verschiedenenMikroholo- wird durch zwei Linsen 428, 430 vergrößert, und der

gramme der beiden Gruppen 204, 206 jeweils längs 55 Strahl 426 vergrößerten Querschnitts durchsetzt dann

einer bezüglich des Mittelloches 202 zentrierten eine Diffuserplatte, die beispielsweise aus Opalglas

Spirale angeordnet sein. bestehen kann und einen diffusen Lichtstrahl 432

F i g. 3 zeigt stark vergrößert ein Reliefmuster liefert. Der diffuse Lichtstrahl 432 fällt auf ein einzeleines typischen Mikro-Hologramms, wie es auf der nes Filmbild 440 eines Laufbildstreifens 434, der Oberfläche einer Hologrammplatte der in Fig. 1 60 durch einen nicht näher dargestellten und mit dem oder 2 dargestellten Art eingepreßt ist. Das Relief- Antriebsmechanismus 418 gekuppelten Transportmuster 300 besteht, wie Fig. 3 zeigt, aus einer An- mechanismus von einer Vorratsspule 436 zu einer zahl von Erhöhungen bezüglich des Grundes der Aufwickelspule 438 bewegt wird. Der diffuse Licht-Oberfläche, in die das Muster eingepreßt ist. Die In- strahl 432 durchsetzt das Filmbild 440 und wird daformation des Hologramms wird durch die relative 65 bei entsprechend moduliert. Das modulierte Licht Lage und Größe der Erhöhungen des Profils mani- bildet die zweite Komponente des Interferenzbildes, festiert. nämlich den Lichtstrahl 232, der die in dem HoIo-F i g. 4 zeigt schematisch eine Einrichtung zur gramm aufzuzeichnende Information enthält.

Wie dargestellt, sind der erste, »direkte« Lichtstrahl 410 als auch mindestens ein Teil des zweiten Lichtstrahles 442 auf die Öffnung 422 in der Maske 420 gerichtet. Die Öffnung 422 ist normalerweise jedoch durch einen Verschluß 424 verschlossen, so daß kein Licht durch die Öffnung 422 zu dem hinter ihr liegenden kleinen Bereich des Aufzeichnungsträgers 416 gelangen kann. Wenn der Verschluß 424 jedoch kurzzeitig geöffnet wird, fällt Licht sowohl vom Strahl 410, dem »Bezugsstrahl«, als auch vom Strahl 442, dem »Informationsstrahl«, durch die Öffnung 422 der Maske 420 auf den kleinen, durch die Öffnung 422 begrenzten Bereich der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 416, wo ein Interferenzbild entsprechend der im Informationsstrahl 422 enthaltenen Information entsteht. Dieses Interferenzbild, das ein Mikro-Hologramm bildet, wird auf dem Aufzeichnungsträger 416 aufgezeichnet.

Statt des Verschlusses 424 kann selbstverständlich auch ein im Impulsbetrieb arbeitender optischer Sender 400 verwendet werden, der in Synchronismus mit dem Antrieb des Aufzeichnungsträgers 416 und des Filmstreifens 434 kurze Lichtblitze liefert.

Nachdem ein Mikrohologramm entsprechend einem Einzelbild des Filmstreifens aufgezeichnet worden ist, wird der Aufzeichnungsträger 416 um einen bestimmten Winkel gedreht, und die Drehachse wird um einen bestimmten Betrag verschoben, so daß ein neuer Bereich des Aufzeichnungsträgers hinter die Öffnung 422 der Maske 420 gelangt. Gleichzeitig wird der Filmstreifen 434 um eine Bildbreite vorgeschoben, so daß ein neues Einzelbild in den Weg des diffusen Lichtstrahles 432 gelangt. Nun wird der Verschluß 424 erneut betätigt. Auf diese Weise werden die aufeinanderfolgenden Einzelbilder des Filmstreifens als getrennte Mikrohologramme auf dem Aufzeichnungsträger 416 aufgezeichnet. Die Öffnung 422 in der Maske 420 kann so bemessen sein, daß jedes Mikrohologramm eine Fläche von der Größenordnung nur eines Quadratmillimeters auf dem Aufzeichnungsträger 416 einnimmt. Die auf diese Weise aufgezeichneten Mikro-Hologramme liegen auf einer Spirale, wie z. B. in Fig. 5 angedeutet ist.

Mit geringer Abwandlung läßt sich die in F i g. 4 dargestellte Einrichtung auch zur Aufzeichnung von farbigen Laufbildern als Mikro-Hologramme verwenden. Der optische Sender 400 kann in diesem Falle, wie F i g. 6 zeigt, einen Helium-Neon-Laser 500, der einen Strahl 502 roten Lichtes emittiert, und einen Argon-Laser 504, der einen Strahl 506 sowohl grünen als auch blauen Lichtes emittiert, enthalten. Die beiden Lichtstrahlen 502, 506 werden durch einen Spiegel 510 und einen halbdurchlässigen Spiegel 512 zu einem weißen Lichtstrahl 508 vereinigt. Im Wege dieses weißen Lichtstrahles 508 befindet sich, wie dargestellt, ein drehbares Farbfilter, das einen blauen, grünen und roten Sektor B, R, G enthält. Der Strahl 508 durchsetzt je nach der Winkellage des Filters 514 einen der drei verschiedenfarbigen Sektoren. Der aus dem optischen Sender 400 austretende Lichtstrahl 402 ist dann also abwechselnd rot, grün oder blau.

Für die Aufzeichnung von Farbbild-Mikro-Hologrammen wird die in F i g. 4 dargestellte Einrichtung außerdem entweder gemäß F i g. 7 a oder F i g. 7 b abgeändert. Bei der Abänderung gemäß F i g. 7 a besteht der Verschluß 424 aus drei verschiedenen, vertikal angeordneten Verschlußeinheiten 424-11,424-12 und 424-13. Der Verschluß 424-11 öffnet kurzzeitig, wenn sich der rote Sektor R des Farbfilters 514 im Weg des Lichtstrahles 508 befindet; der Verschluß 424-12 öffnet kurzzeitig, wenn sich der grüne Sektor G des Filters 514 im Weg des Lichtstrahles 508 befindet, und der Verschluß 424-13 öffnet kurzzeitig, wenn sich der blaue Sektor des Filters 514 im Weg des Lichtstrahles 508 befindet. Auf diese Weise werden für jedes farbige Einzelbild 440 des Filmstreifens

ίο drei getrennte Mikro-Hologramme aufgezeichnet. In diesem Falle wird dann der Aufzeichnungsträger 416 durch den Antriebsmechanismus 418 in die nächste Stellung gebracht, nachdem die drei Verschlüsse 424-11, 424-12, 424-13 nacheinander geöffnet worden waren, und das nächste farbige Einzelbild des Filmes wird in den Weg des diffusen Lichtstrahles 432 gebracht, worauf sich der beschriebene Ablauf wiederholt.

Die auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsträger 416 aufgezeichneten Mikro-Hologramme bilden eine dreigängige Spirale, d. h., die Mikro-Hologramme jeder Farbe liegen auf einer Spirale, und die drei Spiralen sind ineinander verschachtelt, wie in F i g. 8 dargestellt ist.

Der Verschluß 424 kann jedoch auch, wie in Fig. 7b dargestellt ist, drei nebeneinander angeordnete Verschlußeinheiten 424-21, 424-22 und 424-23 enthalten, die ebenfalls der Reihe nach betätigt werden, wie es an Hand von F i g. 7 a erläutert wurde.

In diesem Falle liegen die Mikro-Hologramme der verschiedenen Farben nebeneinander, und die jeweils einem Einzelbild des Filmes entsprechenden Dreier·' gruppen R, G, B liegen auf einer einzigen Spirale, wie F i g. 9 zeigt.

Eine andere Möglichkeit, Farb-Mikro-Hologramme eines Farbfilmes herzustellen, besteht darin, statt einer farbigen Projektionsvorlage, also statt eines Farbbildes, drei unbunte Projektionsvorlagen zu verwenden, von denen die erste den Rotanteil, die zweite den Grünanteil und die dritte den Blauanteil der Szene des betreffenden Einzelbildes enthält. In diesem Falle kann zur Aufzeichnung der getrennten Mikro-Hologramme eine einzige Quelle für räumlich kohärentes, monochromatisches Licht beliebiger Wellenlänge verwendet werden, und die drei »Farbauszüge« können nacheinander oder gleichzeitig entsprechend F i g. 8 oder 9 aufgezeichnet werden.

Nachdem alle Mikro-Hologramme auf dem Aufzeichnungsträger 416, der die Mutter-Aufzeichnung bildet, aufgezeichnet worden sind, wird er, falls erforderlich, entwickelt, um die den einzelnen MikroHologrammen entsprechenden Reliefmuster zu bilden. Wenn also ein Aufzeichnungsträger verwendet worden war, der eine Silberemulsion enthält, wird das bei der Belichtung erzeugte latente Bild in üblicher Weise entwickelt. Es kann auch wünschenswert sein, das entwickelte Silber aus der Schicht zu entfernen oder auszubleichen, obwohl dies nicht erforderlich ist, da die Information jedes Mikro-Hologramms bei einer entwickelten Silberemulsion außer in Form von Dichteschwankungen gleichzeitig auch als Reliefmuster zur Verfügung steht. Wenn der Aufzeichnungsträger einen Photolack enthält, muß dieser in der üblichen Weise entwickelt werden, um die den einzelnen Mikro-Hologrammen entsprechenden Reliefmuster zu erzeugen. Das Entwickeln eines Photolackes beruht bekanntlich auf der Tatsache, daß die Löslichkeit solcher Photolacke im allgemeinen um-

gekehrt proportional der Beleuchtungsstärke ist. Bei Verwendung eines thermoplastischen Aufzeichnungsträgers erhält man für jedes Mikro-Hologramm automatisch ein entsprechendes Reliefmuster, es ist also keine besondere Entwicklung erforderlich.

Die Mutter-Mikro-Hologramm-Reliefmusteraufzeichnung wird zuerst mit einer dünnen Metallschicht überzogen, z.B. durch Aufdampfen im Vakuum, und dann wird ein Duplikat (Sohn) hergestellt, wie es bei der Schallplattenherstellung bekannt ist. Es sei je- ιό doch erwähnt, daß die in einem Mikro-Hologramm enthaltene Information immer ein »Positiv« ist. Dies gilt unabhängig davon, ob die hohen und niedrigen Stellen im Mikro-Hologramm-Reliefmuster des Duplikats oder der Abdruckkopie hohen und niedrigen Stellen oder niedrigen und hohen Stellen der Mutteraufzeichnung entsprechen. Die Herstellung einer »Sohn-Matrize«, wie bei der Schallplatten-Herstellung, kann daher entfallen.

Eine einseitige, transparente Hologramm-Abdruckkopie, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, kann durch einen direkten oder indirekten Abdruck einer Mutter-Aufzeichnung in eine Platte aus einem klaren Vinylkunststoff hergestellt werden. Zur Herstellung der in F i g. 2 dargestellten zweiseitigen Hologramm-Abdruckkopien werden selbstverständlich zwei verschiedene Mutter-Hologramm-Aufzeichnungen verwendet. Nach dem Pressen der beiden Seiten einer doppelseitigen Hologramm-Abdruckkopie der in F i g. 2 dargestellten Art unter Verwendung eines formstabilen Materials, z.B. eines Vinylharzes, werden die beide- Oberflächen dann noch mit einem dünnen, hochreflektierenden Metallfilm überzogen, was beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, Kathodenzerstäubung, Aufspritzen, Elektroplattieren u. dgl. geschehen kann.

F i g. 10 zeigt stark vereinfacht eine Einrichtung zum Ablesen der in einer Hologramm-Abdruckkopie der in F i g. 1 dargestellten Art enthaltenen Information. Eine solche transparente Hologramm-Platte 1000 ist an einem Antriebsmechanismus 1002 befestigt, der sie sowohl zu drehen als auch zu verschieben gestattet. Ein einzelnes Mikro-Hologramm der transparenten Platte 1000 wird von einem Strahl 1006 räumlich kohärenten monochromatischen Liehtes durchsetzt, der beispielsweise von einem mit stimulierter Emission arbeitenden optischen Sender 1004 erzeugt wird. Der Querschnitt des Strahles 1006 ist keinesfalls größer als die Fläche des wiederzugebenden Mikro-Hologramms, vorzugsweise ist er etwas kleiner als die Fläche eines einzelnen Mikro-Hologramms, damit die mechanischen Toleranzen der Einrichtung leichter eingehalten werden können. Der aus der Platte 1000 austretende Strahl 1008, der die in dem betreffenden Mikro-Hologramm aufgezeichnete Information enthält, wird dem Eingang einer Vorrichtung 1010 zur Nutzbarmachung dieser Information zugeführt.

Die Vorrichtung 1010 kann verschiedene Formen annehmen. Sie kann z. B. einfach einen Bildschirm oder eine Mattscheibe enthalten, um das vom Strahl 1008 gebildete Relaisbild wiederzugeben. Die Vorrichtung 1010 kann jedoch auch irgendeinen Wandler enthalten, der die durch den Lichtstrahl 1008 dargestellte Information in ein elektrisches Signal umsetzt. Wenn z. B. die in dem vom Strahl 1006 abgetasteten Mikro-Hologramm aufgezeichnete Information aus binären Codezeichen besteht und für eine programmgesteuerte Datenverarbeitungsanlage bestimmt ist, kann der Wandler eine zweidimensionale Matrix aus Photozellen, die die binäre Information des Licht-Strahls in elektrische Signale umsetzt, und eine An-Ordnung enthalten, die die elektrischen Signale für die Verarbeitung in der Datenverarbeitungsanlage aufbereitet. Andere Beispiele für die Einrichtung 1010 werden im folgenden erläutert. Der Antriebsmechanismus 1002 vermag die transparente HoIogramm-Platte 1000 so einzustellen, daß jedes beliebige der vielen in die Platte eingepreßten Mikro-Hologramme nach Wunsch betrachtet oder ausgewertet werden kann.

Fig. 11 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Auswertung von metallisierten, reflektierenden HoIogramm-Abdruckkopien der in F i g. 2 dargestellten Art. In Fig. 11 entsprechen der Antriebsmechanismus 1102, der optische, mit stimulierter Emission arbeitende Sender 1104, die Strahlen 1106, 1108 und die Vorrichtung 1110 in Aufbau und Funktion den mit jeweils um 100 kleineren Bezugszahlen bezeichneten Elementen der Fig. 10. Der hauptsächliche Unterschied zwischen den in Fig. 10 und 11 dargestellten Einrichtungen besteht darin, daß der Strahl 1106 räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes nacheinander durch einen Spiegel 1112 und das Reliefmuster eines auszuwertenden Mikro-Hologramms reflektiert wird, wobei ein Informationsstrahl 1108 entsteht, der durch einen Spiegel 1114 zu einem Verbraucher 1110 reflektiert wird. Im Gegensatz dazu war das Relief muster eines Mikro-Hologramms bei F i g. 10 mit dem kohärenten Licht durchstrahlt worden.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei den in Fig. 10 oder 11 dargestellten Einrichtungen kein Verschluß erforderlich ist. Wenn nämlich das auszuwertende Mikro-Hologramm durch Bewegen der Hologrammplatte gewechselt wird, nimmt die vom räumlich kohärenten, monochromatischen Lichtstrahl getroffene Fläche des gerade ausgewerteten Mikro-Hologramms allmählich ab, während die vom Lichtstrahl getroffene Fläche des als nächstes auszuwertenden Mikro-Hologramms allmählich zunimmt. Die Intensität der Information entsprechend dem zuletzt ausgewerteten Mikro-Hologramm nimmt also bei der Weiterbewegung der Hologrammplatte entsprechend ab. Wenn die nebeneinander in der Platte eingepreßten Mikro-Hologramme also aufeinanderfolgenden Einzelbildern einer Laufbildfolge entsprechen, wird das letzte Bild also allmählich schwächer, während das nächste Bild allmählich heller wird.

Wenn, wie es oft der Fall sein wird, die in den einzelnen Mikro-Hologrammen gespeicherte Information nicht direkt durch den die Information enthaltenden Lichtstrahl wiedergegeben werden soll, kann die Einrichtung zur Nutzbarmachung des Informationsstrahles einen Bildverstärker 1200 (F ig. 12) enthalten, aus dessen Photokathode 1202 der die Information enthaltende Lichtstrahl fällt. Hierdurch kann auch mit einem Strahl räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes relativ geringer Intensitat ein wesentlich helleres Bild erzeugt werden, als es sonst möglich wäre.

Fig. 13 zeigt ein spezielles Beispiel eines BildVerstärkers. Der die Information enthaltende Lichtstrahl vom Hologramm fällt hier auf eine Fernsehkamera 1300, die eine Fernsehaufnahmeröhre, z. B. ein Vidicon, enthält. In der Fernsehkamera 1300

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wird die durch den Lichtstrahl dargestellte Information in ein Videosignal umgewandelt, das über eine Ubertragungsanordnung 1302 einer Fernsehwiedergabeeinrichtung 1304 zugeführt wird. Die Einrichtung 13C4 enthält eine Bildröhre, auf der die im abgetasteten Mikro-Hologramm gespeicherte Information wiedergegeben wird.

Fig. 14 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 13 dargestellten Einrichtung, welche sich zur Wiedergabe von Farbbildern eignet, die in Hologramm-Platten der in F i g. 8 oder 9 dargestellten Art gespeichert sind. Die durch ein gestricheltes Rechteck dargestellte Einrichtung zur Nutzbarmachung der von den Hologramm-Aufzeichnungen erhaltenen Lichtinformation enthält eine Fernsehkameraanordnung mit drei Aufnahmeröhren 1400-i?, 1400-G, 1400-0 od. dgl., die den die rote, grüne bzw. blaue Bildinformation enthaltenden Lichtstrahl von den drei zusammengehörigen Mikro-Hologrammen verarbeitet.

Bei Verwendung von Hologramm-Platten der in Fig. 8 dargestellten Art können getrennte Strahlen, die die rote, grüne bzw. blaue Bildinformation enthalten, durch gleichzeitige Beleuchtung eines Satzes aus einem »blauen«, »grünen« und »roten« Mikro-Hologramm mit demselben Strahl räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes erhalten werden, der eine beliebige Wellenlänge haben kann, also nicht notwendigerweise rot, grün oder blau sein muß, und der in radialer Richtung der Hologrammplatte durch eine Zylinderlinse verbreitert worden ist. Der beleuchtende Strahl kann andererseits auch so abgelenkt werden, daß er die verschiedenen Mikro-Hologramme eines Satzes nacheinander beleuchtet. Der Anteil dieses Strahles, der von dem die rote Bildinformation enthaltenden Mikro-Hologramm des Satzes erhalten wird, wird dann, beispielsweise mitteils eines Spiegels, auf die Aufnahmeröhre 1400-i? gerichtet, der von dem die grüne Bildinformation enthaltenden Mikro-Hologramm des Satzes erhaltene Lichtstrahl wird auf die »grüne« Aufnahmeröhre 1400-G gerichtet, und entsprechendes gilt auch für den die blaue Bildinformation enthaltenden Strahl, der auf die »blaue« Aufnahmeröhre 1400-ß gerichtet wird.

In entsprechender Weise können von einem Satz von Mikro-Hologrammen einer Platte der in F i g. 9 dargestellten Art drei Lichtstrahlen gewonnen werden, die die rote, grüne und blaue Bildinformation enthalten, und diese Strahlen können, wie in Fig. 14 dargestellt ist, drei Aufnahmeröhren einer Art Farbfernsehkamera zugeführt werden. Bei Verwendung einer Platte der in F i g. 9 dargestellten Art werden die drei zusammengehörigen Mikro-Hologramme dann von einem Strahl räumlich kohärenten, monochromatischen Lichtes beleuchtet, der, beispielsweise mittels einer Zylinderlinse, in der Umfangsrichtung der Platte verbreitert worden ist. In diesem Falle muß dann die Kamera synchron mit der Bewegung der Platte von Hologrammsatz zu Hologrammsatz ausgetastet werden, damit ein die Information einer bestimmten Farbe enthaltender Lichtstrahl nicht auf eine zur Verarbeitung einer anderen Farbe bestimmte Aufnahmeröhre fällt.

■ Das Videosignal von der Fernsehkamera 1400-i?, 1400-G und 1400-ß wird über eine Signalübertragungsanordnung 1402 einer Farbbildwiedergabeanordnung 1404 zugeführt, wo die drei Farbsignale beispielsweise drei Elektronenstrahlen einer Lochmasken-Farbbildröhre od. dgl. steuern, die ihrerseits Leuchtstoffe entsprechender Farbe anregen. Auf dem Bildschirm der Röhre wird dementsprechend das zusammengesetzte Farbbild wiedergegeben, dessen Farbanteile in den drei Mikro-Hologrammen eines Satzes gespeichert waren.

Fig. 15 zeigt eine Einrichtung zur direkten Wiedergabe eines Farbbildes, das in einem Satz von Mikro-Hologrammen auf einer transparenten Platte 1504 gespeichert ist, die F i g. 8 oder 9 entsprechen kann. Die Lichtquelle 100 kann hier beispielsweise optische Sender, die mit stimulierter Emission arbeiten, enthalten und liefert drei getrennte Strahlen räumlich kohärenten monochromatischen Lichtes mit den drei Primärfarben, nämlich einen roten Strahl 1502-i?, einen grünen Strahl 1502-G und einen blauen Strahl 1502-5. Die drei Strahlen fallen unmittelbar auf die die rote, grüne bzw. blaue Bildinformation enthaltenden Mikro-Hologramme eines Satzes der Platte 1504, wobei ein die rote Bildinformation enthaltender Strahl 1506-/?, ein die grüne Bildinformation enthaltender Strahl 1506-G und ein die blaue Bildinformation enthaltender Strahl 1506-2? entstehen. Diese drei Informationsstrahlen werden einer optischen Einrichtung 1508 zur Vereinigung zugeführt, die Linsen und/oder Spiegel enthalten kann, und die drei Strahlen zu einem einzigen Informationsstrahl 1512 vereinigt, der auf einen Bildschirm 1514 der Wiedergabeeinrichtung 1510 fokussiert wird.

Selbstverständlich kann die in F i g. 15 dargestellte Wiedergabeanordnung entsprechend Fig. 11 so abgeändert werden, daß Farbbild-Mikro-Hologramme einer Hologrammplatte mit metallisierter, reflektierender Oberfläche wiedergegeben werden können.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Hologrammabdruckkopie, gekennzeichnet durch einen formstabilen Aufzeichnungsträger, in dessen Oberfläche mindestens ein Hologramm (104, 204) in Form eines Reliefmusters bezüglich des Grundes der Oberfläche eingedrückt ist, das aus einer Anzahl von Erhöhungen und Vertiefungen besteht, deren relative Lage und Größe die Hologramminformation darstellen.

2. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Oberfläche eine Vielzahl getrennter Hologramme (102, 204) in einer regelmäßigen Anordnung eingepreßt ist.

3. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Hologramme jeweils eine Fläche der Oberfläche einnehmen, die in der Größenordnung eines Quadratmillimeters liegt.

4. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger aus einer ebenen Platte (100) aus einem isotropen, transparenten Werkstoff und mit parallelen gegenüberliegenden Flächen besteht, in deren eine die Hologramme eingepreßt sind.

5. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (100) die Form einer Kreisscheibe hat und daß die Hologramme (104) längs einer bezüglich der Mitte der Scheibe zentrierten Spirale angeordnet sind.

6. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 1, 2

oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers Licht möglichst vollständig reflektiert.

7. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer stark reflektierenden Metallschicht überzogen ist.

8. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger die Form einer ebenen Platte (200) mit parallelen entgegengesetzten Seiten hat, die beide lichtreflektierend ausgebildet sind und jeweils mindestens ein aus einem Relief muster bestehendes Hologramm enthalten.

9. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (200) eine Kreisscheibe ist und daß auf beiden Seiten der Platte jeweils eine Vielzahl von getrennten Hologrammen angeordnet ist und daß die Hologramme auf den beiden Seiten jeweils auf einer Spirale liegen, die bezüglich der Mitte der Scheibe zentriert ist.

10. Hologrammabdruckkopie nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Hologramm (204, 206) eine Fläche von höchstens einem Quadratmillimeter einnimmt.

11. Verfahren zum Herstellen einer Hologrammabdruckkopie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche eines Mutter-Aufzeichnungsträgers (416) ein oder mehrere Phasenhologramme als Relief muster aufgebracht werden und daß das Reliefmuster der Mutteraufzeichnung (416) auf die Hologrammabdruckkopie (100, 200, 1000, 1100, 1504) durch Pressen, Abgießen oder ein wirkungsgleiches Verfahren übertragen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der so hergestellten Hologrammabdruckkopie nach der Übertragung des Reliefmusters mit einer hochreflektierenden, dünnen Metallschicht überzogen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsträger (416) verwendet wird, dessen Oberfläche groß im Vergleich zur Fläche des einzelnen Hologramms ist, daß die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers mit Ausnahme eines dem Flächenbereich des einzelnen Hologramms entsprechenden Teiles so abgedeckt wird, daß die beiden zur Hologrammherstellung erforderlichen Lichtkomponenten (410, 442) nur den kleinen Teil erreichen können, daß dieser Teil während eines gegebenen Zeitintervalls gleichzeitig mit den beiden Lichtkomponenten belichtet wird, daß der Aufzeichnungsträger dann so weiterbewegt wird, daß mindestens ein weiterer kleiner Teil des Aufzeichnungsträgers, der sich mit dem ersten Teil nicht überschneidet, von den beiden Lichtkomponenten erreicht werden kann und daß dann dieser zweite Teil während eines zweiten Zeitintervalls gleichzeitig mit der ersten und der zweiten Lichtkomponente belichtet wird, wobei also zwei getrennte Hologramme auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Komponente während des ersten Zeitintervalls aus Licht einer ersten Wellenlänge und während des zweiten Zeitintervalls aus Licht einer anderen Wellenlänge bestehen.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Objekt (440) mit Licht von der Lichtquelle (400) beleuchtet wird, um die zweite Lichtkomponente (442) während des ersten Zeitintervalls zu erzeugen, und daß ein zweites vom ersten verschiedenes Objekt (414) mit der Lichtquelle (400) beleuchtet wird, um die zweite Lichtkomponente (442) während des zweiten Lichtintervalls zu erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen